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Advanced Calculator

User’s Manual

Software Version 2.10

DMTA‐20039‐01EN [U8778541] — Revision A 

August 2012

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Olympus NDT, 48 Woerd Avenue, Waltham, MA 02453, USA

© 2012 Olympus NDT, Inc. All rights reserved. No part of this publication may  be 

reproduced, translated, or distributed without the express written permission of Olympus NDT, Inc.

This document

 was

 prepared

 with

 particular

 attention

 to

 usage

 to

 ensure

 the

 

accuracy of the information contained therein, and corresponds to the version of the product manufactured prior to the date appearing on the title page. There 

could, however,  be some differences  between the manual and the product if the 

product was modified thereafter.

The information contained in this document is subject to change without notice.

Software version

 2.10Part number: DMTA‐20039‐01EN [U8778541]

Revision AAugust 2012

Printed in Canada

All  brands are trademarks or registered trademarks of their respective owners and 

third party

 entities.

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Table of Contents  iii

 

Table of Contents

1.  Introduction  .................................................................................................. 51.1  About the Advanced Calculator User Interface  .....................................................  51.2  About the Menu Bar  ...................................................................................................  6

1.2.1  File Menu Commands  .....................................................................................  61.2.2  Help Menu Commands ...................................................................................  7

1.3  About the Supported File Formats ...........................................................................  8

2.  Phased Array Technique ............................................................................. 92.1  Physical Principles  ......................................................................................................  9

2.1.1  Beam Angle Control  ......................................................................................  102.1.2  Beam Focus Control .......................................................................................  12

2.2  Phased Array Applications  .....................................................................................  122.2.1  Sectorial and Depth Scanning  ......................................................................  13

2.2.2 

Linear 

Electronic 

Scanning 

........................................................................... 

15

3.  The UT Probe Tab  ...................................................................................... 173.1  Acquisition Unit Area  ..............................................................................................  193.2  Connection Area  .......................................................................................................  193.3  Probe Area  .................................................................................................................  203.4  Part Area  ....................................................................................................................  213.5  Material Area .............................................................................................................  223.6  Wedge Area  ...............................................................................................................  23

4.  The 1‐D Linear Arrays Tab  ....................................................................... 274.1  Generic Conventions  ................................................................................................  27

4.1.1  Probe Conventions .........................................................................................  274.1.2  Wedge Conventions .......................................................................................  344.1.3  Conventions Related to the Part  ..................................................................  38

4.2  1‐D Linear Array Tab Description  ..........................................................................  44

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iv  Table of Contents

 

4.2.1  Acquisition Unit Area ....................................................................................  454.2.2  Scan Type Area  ...............................................................................................  454.2.3  Beam Angles Selection Area  .........................................................................  46

4.2.4 

Focal Points

 Selection

 Area

 ...........................................................................

 484.2.5  Elements Selection Area  ................................................................................  52

4.2.6  Connection Area .............................................................................................  534.2.7  Probe Area .......................................................................................................  554.2.8  Part Area  ..........................................................................................................  584.2.9  Material Area  ..................................................................................................  594.2.10  Wedge Area  .....................................................................................................  60

4.3  Creating a Static Beam ..............................................................................................  63

4.4  Creating Depth Beams  .............................................................................................  674.5  Creating Sectorial Beams  .........................................................................................  704.6  Creating Linear Beams  .............................................................................................  824.7  Saving a Calculator Setup File (.xcal) .....................................................................  864.8  Saving a Beam File (.law)  .........................................................................................  874.9  Creating a DDF Law  .................................................................................................  884.10  Saving a DDF Law File (.pac)  ..................................................................................  92

5.  The 1‐D Annular Arrays Tab  ................................................................... 935.1  Generic Conventions  ................................................................................................  93

5.1.1  Conventions Related to the Probe  ...............................................................  935.1.2  Important Remark Concerning the Delay Calculation .............................  95

5.2  Description  .................................................................................................................  965.2.1  Acquisition Unit Area ....................................................................................  97

5.2.2 

Scan Area

 .........................................................................................................

 975.2.3  Beam Angles Selection Area  .........................................................................  98

5.2.4  Focal Points Selection Area  ...........................................................................  985.2.5  Elements Selection Area  ..............................................................................  1005.2.6  Probe Area .....................................................................................................  1015.2.7  Annular Array Radius Dialog Box  ............................................................  1035.2.8  Part Area  ........................................................................................................  1045.2.9  Material Area  ................................................................................................  1045.2.10  Wedge Area  ...................................................................................................  105

5.3  Creating Depth Beams for Annular Arrays  ........................................................  106

6.  The 2‐D Matrix Array Tab  ...................................................................... 109

7.  The Beam Display Info. Tab  .................................................................. 113

8. 

The Elements

 Info.

 Tab

 ...........................................................................

 119

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Table of Contents  v

 

9.  The AFiSiMO Tab  .................................................................................... 1219.1  Creating Acoustic Field Simulations ....................................................................  1229.2  Verifying the AFiSiMO Availability  .....................................................................  124

10. Using the Databases  ................................................................................ 12510.1  Probe Database ........................................................................................................  12610.2  Material Database  ...................................................................................................  12810.3  Wedge Database ......................................................................................................  130

Appendix A: Theoretical Considerations on Law Delay Accuracy ...... 133

Appendix B: Dynamic Depth Focusing (DDF)  ........................................ 135

Appendix C: Description of the .law File Format .................................... 139C.1  Conventions  .............................................................................................................  139C.2  General Format  .......................................................................................................  140

C.2.1  Format ............................................................................................................  140

C.2.2 

Example .........................................................................................................

 140C.3  Object Description  ..................................................................................................  141

C.3.1  General Parameters ......................................................................................  141C.3.2  Law Parameters  ............................................................................................  141

Appendix D: Description of the .pac file format  ..................................... 149D.1  Conventions  .............................................................................................................  149D.2  General format  ........................................................................................................  150

D.2.1  Format ............................................................................................................  150D.2.2  Example of .pac File for Non‐DDF Laws ..................................................  150D.2.3  Example of .pac File for DDF Laws ...........................................................  151

D.3  Object Description  ..................................................................................................  153D.3.1  General Parameters ......................................................................................  153D.3.2  Law Parameters  ............................................................................................  153D.3.3  Element Parameters  .....................................................................................  156

D.3.4  DDF Parameters  ...........................................................................................  160

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vi  Table of Contents

 

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List of Abbreviations  vii

 

List of Abbreviations

AFiSiMO acoustic field simulation moduleDDF dynamic depth focusingED electronic delayEMAT electro‐magnetic acoustic trans‐

ducerFT flight timeGD global delayHEX hexadecimalID inside diameter

LD law delayLW longitudinal wavesOD outside diameterOPD optical path differencePA phased arraySW shear wavesUT ultrasonic testingVC volume correctedWD wedge delay

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viii  List of Abbreviations

 

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Important Information — Please Read Before Use  1

 

Important Information — Please Read Before Use

Intended Use

The Advanced Calculator software is designed to calculate phased array probe 

element delays to  be used with Olympus instruments for nondestructive ultrasonic 

inspections of industrial and commercial materials. The Advanced Calculator 

software also

 performs

 acoustic

 field

 and

  beams

 simulation.

Instruction Manual

This instruction manual contains essential information on using this Olympus 

product safely and effectively. Before using this product, thoroughly review this 

instruction manual,

 and

 use

 the

 product

 as

 instructed.

Keep this instruction manual in a safe, accessible location.

Safety Symbols

The following safety symbols might appear on the instrument and in the instruction 

manual:

 General warning symbol:

This symbol is used to alert the user to potential hazards. All safety messages that follow this symbol shall  be obeyed to avoid possible harm.

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2  Important Information — Please Read Before Use

 

High voltage warning symbol:

This symbol is used to alert the user to potential electric shock hazards greater 

than 1,000 volts. All safety messages that follow this symbol shall  be obeyed to 

avoid possible harm.

Safety Signal Words

The following safety symbols might appear in the documentation of the instrument:

The DANGER signal word indicates an imminently hazardous situation. It calls 

attention to a procedure, practice, or the like, which, if not correctly performed or 

adhered to, could result in death or serious personal injury. Do not proceed  beyond a 

DANGER 

signal 

word 

until 

the 

indicated 

conditions 

are 

fully 

understood 

and 

met.

The WARNING signal word indicates a potentially hazardous situation. It calls 

attention to a procedure, practice, or the like, which, if not correctly performed or 

adhered to, could result in death or serious personal injury. Do not proceed  beyond a 

WARNING signal word until the indicated conditions are fully understood and met.

The CAUTION signal word indicates a potentially hazardous situation. It calls 

attention to an operating procedure, practice, or the like, which, if not correctly 

performed 

or 

adhered 

to, 

could 

result 

in 

minor 

or 

moderate 

personal 

injury, 

material 

damage, particularly to the product, destruction of part or all of the product, or loss of data. Do not proceed  beyond a CAUTION signal word until the indicated conditions are 

fully understood and met.

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Important Information — Please Read Before Use  3

 

Notes Signal Words

The following safety symbols could appear in the documentation of the instrument:

The IMPORTANT signal word calls attention to a note that provides important information, or information essential to the completion of a task.

The NOTE signal word calls attention to an operating procedure, practice, or the like, which requires special attention. A note also denotes related parenthetical information that is useful,  but not imperative.

The TIP

 signal

 word

 calls

 attention

 to

 a type

 of

 note

 that

 helps

 you

 apply

 the

 

techniques and procedures described in the manual to your specific needs, or 

provides hints on how to effectively use the capabilities of the product.

Warranty Information

Olympus guarantees

 your

 Olympus

 product

 to

  be

 free

 from

 defects

 in

 materials

 and

 

workmanship for a specific period, and in accordance with conditions specified in the 

Olympus NDT  Terms and Conditions available at http://www.olympus‐

ims.com/en/terms/.

The Olympus warranty only covers equipment that has  been used in a proper manner, as described in this instruction manual, and that has not  been subjected to 

excessive abuse, attempted unauthorized repair, or modification.

Inspect materials thoroughly on receipt for evidence of external or internal damage 

that might have occurred during shipment. Immediately notify the carrier making the 

delivery of any damage,  because the carrier is normally liable for damage during 

shipment. Retain packing materials, waybills, and other shipping documentation 

needed in order to file a damage claim. After notifying the carrier, contact Olympus 

for assistance with the damage claim and equipment replacement, if necessary.

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4  Important Information — Please Read Before Use

 

This instruction manual explains the proper operation of your Olympus product. The 

information contained herein is intended solely as a teaching aid, and shall not  be 

used in any particular application without independent testing and/or verification  by 

the operator or the supervisor. Such independent verification of procedures  becomes 

increasingly important as the criticality of the application increases. For this reason, Olympus makes no warranty, expressed or implied, that the techniques, examples, or 

procedures described herein are consistent with industry standards, nor that they 

meet the requirements of any particular application.

Olympus reserves the right to modify any product without incurring the 

responsibility for modifying previously manufactured products.

Technical Support

Olympus is firmly committed to providing the highest level of customer service and 

product support. If you experience any difficulties when using our product, or if it fails to operate as described in the documentation, first consult the user’s manual, and 

then, if

 you

 are

 still

 in

 need

 of

 assistance,

 contact

 our

 After

‐Sales

 Service.

 To

 locate

 the

 

nearest service center, visit the Service Centers page at: http://www.olympus‐

ims.com.

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Introduction  5

 

1. Introduction

This document describes the user interface and the various features of the Advanced 

Calculator. You can use this tool to generate and visualize ultrasonic  beams with 

various types of conventional (UT) probes, phased array (PA) probes, and wedges. The Advanced Calculator saves the individual element delays in a text file formats. You can import these files in TomoView for use with the supported acquisition units. You can also directly import the .law files in the OmniScan portable phased array 

system.

You can use the Advanced Calculator as a standalone software or launch it from 

TomoView.

This document also provides guidelines on how to use the Advanced Calculator to 

generate ultrasonic  beams for various typical phased array probe configurations.

1.1 About the Advanced Calculator User Interface

The Advanced Calculator user interface includes a menu  bar and a selection of tabs at the top of the screen (see Figure 1‐1 on page 5). The menu  bar is simple. It provides 

file related and help related commands. The first five tabs regroup parameters related 

to a specific type of probe. The last three tabs present graphically rendered illustration 

and probe element information. 

Figure 1‐1  The menu bar and the available tabs

Page 14: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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6  Chapter 1

 

A  button  bar is available at the  bottom of the Advanced Calculator window (see 

Figure 1‐2 on page 6). 

Figure 1‐2 

The button

 bar

The presence of some Advanced Calculator user interface elements depends on 

whether you launched the Advanced Calculator from TomoView or as a standalone 

software.

1.2 About the Menu Bar 

The Advanced

 Calculator

 menu

  bar

 contains

 two

 menus:

 File

 and

 Help.

1.2.1 File Menu Commands

The File menu contains the following commands:

Load

Used to open the Open dialog  box in which you can select a calculator setup file to load (.cal or .xcal format).

Save As

Used to open the Save As dialog  box in which you can select the name, location, and format (.xcal, .pac, or .law) of the file to which you save the calculator data. This creates one .law file for each group. The file contains delays to  be applied for 

all ultrasonic  beams.

Progress bar To exit the program

(equivalent of File > Exit)

To save data in .xcal, .pac, or .law files (equivalent of File > Load)

To load data from .xcal or .cal files (equivalent of File > Load)

To build illustrations

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Introduction  7

 

Export elementary law

This command includes a submenu with two items (Delay and No Delay). Both 

submenu commands are used to open the Save As dialog  box in which you can 

select the

 name

 and

 location

 of

 a .law

 file

 in

 which

 to

 save

 ultrasonic

  beam

 data,

 

respectively, with or without the delay data. This creates one .law file for each 

ultrasonic  beam in the current group. Each .law file contains one  beam per 

element used in the aperture.

Run AFiSiMO Batch

Used to open a Browse dialog  box in which you can select a folder containing one 

or more calculator setup files (.xcal format). The Advanced Calculator then 

performs the AFiSiMO simulations for all configurations stored in the .xcal files in the selected folder. The generated simulation data is saved in the .xcal files. 

Preferences

Used to open the Preferences dialog  box in which you can select the 

measurement units (Metric or US Cust.) used in the Advanced Calculator user 

interface.

ExitUsed to terminate the execution of the Advanced Calculator program.

1.2.2 Help Menu Commands

The Help menu contains the following commands:

Advanced Calculator

 Help

Used to open the Advanced Calculator online help.

About Advanced Calculator

Used to open the About Advanced Calculator dialog  box that contains the 

Advanced Calculator version, option, and copyright information. 

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DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

8  Chapter 1

 

1.3 About the Supported File Formats

The Advanced Calculator can open and save data using the file formats described in 

Table 1 on page 8 and open the legacy file formats described in Table 2 on page 8.

Table 1  File formats supported by the Advanced Calculator 

File type Extension File content

Calculator setup .xcal Extended Advanced Calculator setup file

Calculator setup .law Calculated ultrasonic  beam parameters also 

readable  by the OmniScan. Refer to Appendix C on page 139 for details.

Calculator setup .pac Calculated ultrasonic  beam parameters. Refer to Appendix D on page 149 for details.

Table 2  Legacy file format supported by the Advanced Calculator 

File type Extension File content

Calculator setup .cal Advanced Calculator setup file

DMTA 20039 01EN [U8778541] R A A t 2012

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DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Phased Array Technique  9

 

2. Phased Array Technique

This section describes the main concepts of a phased array inspection and the phased 

array data views.

Phased array technology allows the generation of an ultrasonic  beam with the 

possibility of modifying the ultrasonic  beam parameters such as angle, focal distance, and focal spot size with software. Furthermore, this ultrasonic  beam can  be 

multiplexed over a large array, thus creating a movement of the ultrasonic  beam along 

the array.

 These

 capabilities

 open

 a series

 of

 new

 possibilities.

 For

 example,

 it

 is

 

possible to quickly vary the angle of the ultrasonic  beam to scan a part or weld 

without moving the probe itself. Phased array capabilities also allow the replacement of multiple probes, and mechanical scanning devices. Inspecting a part or weld with a 

variable‐angle ultrasonic  beam also improves detection, regardless of the defect orientation, while optimizing signal‐to‐noise ratio.

2.1 Physical Principles

To generate an ultrasonic  beam, the various probe elements are pulsed at slightly 

different times. By precisely controlling the delays  between the probe elements, ultrasonic  beams of various angles, focal distances, and focal spot sizes can  be 

produced. As shown in Figure 2‐1 on page 10 , the echo from the desired focal point hits the various transducer elements with a computable time shift. The echo signals 

received at each transducer element are time‐shifted  before  being summed together. The resulting sum is an A‐scan that emphasizes the response from the desired focal point and attenuates various other echoes from other points in the material.

DMTA 20039 01EN [U8778541] Rev A August 2012

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10  Chapter 2

 

Figure 2‐1 

Emitting and

 receiving

 in

 a phased

 array

 system

A phased array probe is typically a one‐ or two‐dimensional array of small transducer 

elements. To control the ultrasonic  beam characteristics, the excitation pulse is applied 

at different times to the various elements of the probe.

The 

phased 

array 

probe 

is 

composed 

of 

multiple 

elements 

that 

allow 

ultrasonic 

 beam 

angle control (see section 2.1.1 on page 10) and ultrasonic  beam focus control (see 

section 2.1.2 on page 12).

2.1.1 Beam Angle Control

Beam angle control involves the production of a wave front. As shown in Figure 2‐2 

on page 11 ,

 simultaneous

 firing

 of

 all

 elements

 of

 a linear

 multielement

 probe

 

produces a series arc circle waves, one from each transducer element. As all wave 

fronts are at the same distance from their respective emitter, the resulting wave front, or envelope, is parallel to the transducer plane. This, in fact, is very similar to pulsing 

a single element transducer of the same size.

 Acquisition Unit

 Acquisition Unit

Phased Array

Unit

Phased Array

Unit

Probes

Flaw

Emitting

Receiving

Trig.

Pulses Incident wave front

Reflected wave frontEcho signals

Flaw

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DMTA 20039 01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Phased Array Technique  11

 

Figure 2‐2  Ultrasonic wave front of a linear array

The phased

 array

 unit

 allows

 the

 pulsing

 of

 the

 various

 elements

 in

 a sequential

 

manner with a small and precisely controlled time delay  between each element. Sequential firing of the various transducer elements produces a series of arc circle 

waves. The resulting envelope is a wave front, which is no longer parallel to the 

transducer surface  but propagates at an angle (see Figure 2‐3 on page 11). It is 

possible to adjust the pulse delays to produce any desired wave‐front angle.

Figure 2‐3 

Ultrasonic beam

 angle

 control

 of

 a linear

 array

Delay

Transducer Array

Wave Front

Delay

Transducer Array

Wave Front

 Angle

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M A 0039 0 EN [U8 85 ],  ev. A, August  0

12  Chapter 2

 

2.1.2 Beam Focus Control

When generating a focused  beam, the delays are adjusted so that all individual wave 

fronts stay in phase along the path leading to the desired focal point, while canceling 

each other out at all other points. By accurately controlling the pulse delays, it is 

possible to focus the  beam at a desired point (see Figure 2‐4 on page 12).

Figure 2‐4  Ultrasonic beam focusing of a linear array

For  beam

 angle

 control

 and

  beam

 focus

 control,

 signals

 received

  by

 every

 element

 are

 

time‐synchronized  by the phased array system prior to summing the various 

responses.

2.2 Phased Array Applications

The ultrasonic

  beam

 generated

  by

 a phased

 array

 probe

 is

 treated

 as

 an

 ordinary

 

ultrasonic  beam  by the TomoView ultrasonic visualization and analysis software, and 

as such can  be used to generate all the regular data views (A‐scan views, B‐scan 

views, volumetric views, etc.).

Phased array also offers the possibility of performing inspections with various angles 

and focal lengths. It provides hardware and software tools for different application 

types. 

Delay

Transducer Array

Focal Point

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g

Phased Array Technique  13

 

The application types that you can select in the Advanced Calculator dialog  box are:

• Sectorial scanning

• Depth scanning

• Linear electronic scanning

2.2.1 Sectorial and Depth Scanning

The sectorial scanning of the phased array signal is obtained  by applying several  beams in sequence at each X‐Y coordinate of the inspected area.

For a particular X‐Y position of the inspection sequence, an array of elements is used 

to deflect the ultrasound  beam without moving the probe. The scanning can  be done 

along a horizontal axis (see Figure 2‐5 on page 13), at different depths in the material (see Figure 2‐6 on page 14), or for a combination of these two modes.

Figure 2‐5  Sectorial scanning of X‐axis using phased array deflection

F1 F2 F3 F4 F5

X Movement

Y Movement

Beams:

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14  Chapter 2

 

Figure 2‐6  Scanning at different depths

For certain applications, a conventional UT inspection would require a number of different transducers. A single phased array probe can  be made to sequentially 

produce the various angles and focal points required  by the application (see 

Figure 2‐7 on page 14).

Figure 2‐7 

Ultrasonic beam

 angle

 control

 and

 focusing

 of

 a linear

 array

F1

F2

F3

F4

X Movement

Y Movement

Beams

Delay

Transducer Array

Focal Point

 Angle

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Phased Array Technique  15

 

2.2.2 Linear Electronic Scanning

For large phased array probes containing a high number of elements, the phased 

array unit can apply the same  beam to different sets of elements. By moving the  beam 

along a transducer array, the scanning of an inspection axis is realized electronically 

without any need for physical displacement of the transducer (see Figure 2‐8 on 

page 15).

Figure 2‐8  Electronic scanning along an axis

In Figure 2‐8 on page 15 , a focused  beam is created using a few of the many 

transducer elements of a long phased array probe. The  beam is then shifted (or 

multiplexed) to the other elements to perform a high‐speed scan of the part with no 

transducer movement along scanning axis. More than one scan can  be performed with various inspection angles.

641

16

Scanning Direction

 Active Group

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16  Chapter 2

 

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The UT Probe Tab  17

 

3. The UT Probe Tab

The UT Probe tab provides parameters to define a single‐element conventional probe 

and the wedge used to perform acoustic field simulation in the AFiSiMO tab.

The UT Probe tab is enabled only when you start the Advanced Calculator as a 

standalone software.

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18  Chapter 3

 

The UT Probe tab is divided into nine areas (see Figure 3‐1 on page 18). A few areas 

are not applicable to this tab and are therefore empty or disabled. A description of the 

applicable areas follows. 

Figure 3‐1  The 1‐D Linear array tab

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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The UT Probe Tab  19

 

3.1 Acquisition Unit Area

Figure 3‐

The 

Acquisition 

Unit 

area

The Acquisition Unit area (Figure 3‐2 on page 19) contains only one drop‐down 

combo  box used to select the type of acquisition unit for which you want to create 

 beams. The drop‐down combo  box is available only when no acquisition unit is 

connected to the computer. The acquisition unit is automatically detected when it communicates with the computer.

3.2 Connection Area

Figure 3‐3  The Connection area

The Connection area (see Figure 3‐3 on page 19) contains the following elements:

Pulser and Receiver

When using only one probe, always set the value of these parameters to 1.

Use these parameters when connecting two UT probes for measurement in a 

symmetric configuration. 

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20  Chapter 3

 

3.3 Probe Area

Figure 3‐4  The Probe area

The Probe area contains the following (see Figure 3‐4 on page 20):

Probe database

The drop‐down combo  box allows you to select a probe from the probe database.

 Load from database  button

Allows you to load a probe configuration from the probe database.

 Save in database  button

Allows 

you 

to 

save 

the 

active 

probe 

configuration 

in 

the 

probe 

database.

 Delete from database  button

Allows you to delete a probe configuration from the probe database.

Probe scan offset

Defines the distance  between the center of the element and the scan‐axis origin. 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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The UT Probe Tab  21

 

Probe index offset

Defines the distance  between the front of the wedge and the index‐axis origin. 

Probe skew angle

For angle  beam probes, defines the skew angle of the probe. The Probe skew

 

angle is defined as the angle  between the projected  beam angle and the scan‐axis. It can have values  between 0° and 360°, and is positive when turning from the 

positive scan‐axis towards the positive index‐ axis.

Probe frequency

Defines the probe frequency.

Length  /  Diameter

Defines the length or diameter of the element.

Width

Defines the width of a rectangular element.

Circular probe

Select when the probe element is circular. 

3.4 Part Area

Figure 3‐5  The Part area for flat part

The Part area (see Figure 3‐5 on page 21) contains the following:

TypeDefines the part type supported  by the Advanced Calculator:

Plate: flat part.

Pipe OD: cylindrical part inspected from the outside diameter.

Pipe ID: cylindrical part inspected from the inside diameter.

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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22  Chapter 3

 

Thickness (mm)

Defines the thickness of the part to  be displayed on the Beam Display Info. tab.

Radius (mm)

Defines the radius of the cylindrical part. For a Pipe OD part, this value 

represents the outer radius (inner radius + thickness). For Pipe ID part, the radius 

represents the inner radius.

3.5 Material Area

Figure 3‐6 

The Material

 area

 for

 flat

 part

Material database

Allows the use of the Material database:

 Load from database  button

Allows you to load a material configuration from the material database.

 Save in database  button

Allows you to save the active material configuration in the material database.

 Delete from database  button

Allows you to delete a material configuration from the material database.

Sound velocity area

Defines the sound velocities in the material to  be inspected for the available wave 

types (Longitudinal [compression] or Transverse [shear]) waves (m/s).

Density

Defines the density of the selected material.

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

A i

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The UT Probe Tab  23

 

Attenuation

Used to set the ultrasonic attenuation for the selected material. Note that attenuation is frequency dependent.

3.6 Wedge Area

Figure 3‐7 

The Wedge

 area

The Wedge area (see Figure 3‐7 on page 23) contains the following:

Wedge database

Allows the use of the Wedge database:

 Load from database  button

Allows you to load a wedge configuration from the wedge database.

 Save in database  button

Allows you to save the active wedge configuration in the wedge database.

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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24  Chapter 3

 

Delete from database  button

Allows you to delete a wedge configuration from the wedge database.

Wedge angle

Defines the wedge angle in degrees. The Wedge angle is the angle  between the 

element surface (when it is fixed on the wedge) and the surface of the part (or the 

tangential plane to the surface of the part in the case of a cylindrical geometry). It is obtained  by a rotation around the secondary axis of the probe, and can have 

values  between 0° and 89.9°.

Sound velocity

Defines the sound velocity in the wedge.

Height at the middle of the first element

Defines the height of the middle of the element, relative to the material surface.

For cylindrical part, the height is measured relative to the flat surface obtained  by 

drawing a line  between the contact points of the wedge, and is always positive.

Primary axis offset of the middle of the first element

Defines the offset of the middle of the element along the primary axis, relative to 

the  back of the wedge. The offset is always measured along a straight line, and 

normally has positive values.

Secondary axis offset of the middle of the first element

Defines the offset of the middle of the element along the secondary axis, relative 

to the left side of the wedge. The offset is always measured along a straight line, 

and normally has positive values.

Primary axis position of wedge reference

Defines the primary axis position of the wedge reference relative to the 

mechanical reference. The offset is always measured along the part surface and is 

positive along the positive scan‐axis direction.

Secondary axis position of wedge reference

Defines the secondary axis position of the wedge reference relative to the 

mechanical reference. The offset is always measured along the part surface and is 

positive along the positive index‐axis direction.

Wedge length

The Wedge length is defined as the actual length of the wedge.

For a cylindrical part with a curvature along primary axis, the wedge length 

represents the distance  between the contact points of the wedge.

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Wedge width

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The UT Probe Tab  25

 

Wedge width

The Wedge width is defined as the actual width of the wedge.

For a cylindrical part with a curvature along secondary axis, the wedge width 

represents the

 distance

  between

 the

 contact

 points

 of

 the

 wedge.

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26  Chapter 3

 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  27

 

4. The 1-D Linear Arrays Tab

This section presents the 1‐D linear arrays and describes the 1‐D

 Linear

 array tab.

4.1 Generic Conventions

You should consider generic conventions regarding probe, wedge, and part geometry 

to generate  beams for 1‐D linear arrays in the most efficient and accurate way. Generic 

conventions exist on aspects such as orientations and positive directions of axes, reference points and signs of offsets, and definition and signs of angles.

4.1.1 Probe Conventions

Axis definition

The axis convention for a 1‐D

 Linear

 array as described in section 4.2 on page 44 (see 

Probe area), is illustrated in Figure 4‐1 on page 28.

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28  Chapter 4

 

Figure 4‐1  Probe axis definition

Refracted angle

The refracted angle of the ultrasound  beam is defined as the angle  between the central ray of the ultrasound  beam in the material and the normal on the surface at the 

entrance point of the central ray (see Figure 4‐2 on page 28 and Figure 4‐3 on page 29). The refracted angle can have values  between –89.9° and 89.9°.

Figure 4‐2  Refracted angle on flat part

Secondary axis

Primary

axis    S   e   c   o   n    d   a   r   y   a   x    i   s   w    i    d    t    h

Primary axis pitch

Refracted angle

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The 1‐D Linear Arrays Tab  29

 

Figure 4‐3  Refracted angle on pipe part

Skew angle

The total skew angle is the sum of two components: the beam skew angle (for definition, see section 4.2.3 on page 46) and the  probe skew angle (for definition, see section 4.2.7 

on page 55). In  both cases, the TomoView conventions are used. The skew angle can 

have values  between 0° and 359.9°.

Beam skew angle

Since the 1‐D linear array as no skewing capability, only a  beam skew angle different from 0° can  be obtained when using a wedge with a roof angle.

The beam skew angle is defined as the angle  between the ultrasound  beam (central ray) projection on the scanning surface and the primary axis of the array. The  beam skew 

angle can have values  between –179.9° and 179.9°, and it has a positive value when 

turning from

 the

 positive

 primary

 axis

 towards

 the

 positive

 secondary

 axis.

An example of a  beam skew angle going from 70° to 110° with a resolution of 10° is 

illustrated in Figure 4‐4 on page 30.

Refracted angle

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30  Chapter 4

 

Figure 4‐4  Example of a beam skew angle

Probe skew angle

The  probe skew angle is defined as the angle  between the primary axis of the probe and 

the scan‐axis. It can have values  between 0° and 360°, and is positive when turning 

from the positive scan‐axis towards the positive index‐axis.

Examples of different probe skew angles,  between 0° to 135°, are illustrated in 

Figure 4‐5 on page 31 to Figure 4‐8 on page 32.

110°

100°

90°80°

70°

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The 1‐D Linear Arrays Tab  31

 

Figure 4‐5  Example of a probe skew angle equal to 0°

Figure 4‐6 

Example of

 a probe

 skew

 angle

 equal

 to

 45°

Primary

axis

Probe skew angle = 0°

Primary axis

Probe skew angle = 45°

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Probe skew angle = 90°

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32  Chapter 4

 

Figure 4‐7  Example of a probe skew angle equal to 90°

Figure 4‐8 

Example of

 a probe

 skew

 angle

 equal

 to

 135°

Primary axis

Primary axis

Probe skew angle = 135°

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Total skew angle

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The 1‐D Linear Arrays Tab  33

 

The combination of a probe skew angle of 90° and a  beam skew angle of 15°, resulting 

in a total skew angle of 152.51°, is illustrated in Figure 4‐9 on page 33.

Figure 4‐9  Total skew angle

Primary axis

Probe skew angle = 90°

Beam skew angle = 15°

Skew angle = 152.51°

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4.1.2 Wedge Conventions

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34  Chapter 4

 

In the Advanced Calculator, the different rotations, which define the wedge , roof  , and 

squint angles are performed in such a way that they are independent. This is 

mathematically possible  because the rotations are performed around adequate axes (not necessarily Scan, Index, and Usound). Consequently, the chronology of the 

rotations is not important. The value specified for each angle will  be correctly applied.

Wedge angle

The wedge angle is the angle  between the primary axis of the probe (when it is fixed on 

the 

wedge) 

and 

the 

surface 

of 

the 

component 

(or 

the 

tangential 

plane 

to 

the 

surface 

of 

the component in the case of a cylindrical geometry). It is obtained  by a rotation 

around the secondary axis of the probe, and can have values  between 0° and 89.9°.

Figure 4‐10 on page 34 gives an example of a wedge with a wedge angle and no roof angle.

Figure 4‐10  Wedge angle definition

Primary axis

Secondary

axis Wedge angle > 0

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Roof angle

Th f l i h i l d h i i f h b d h

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The 1‐D Linear Arrays Tab  35

 

The roof  angle is the rotation angle around the primary axis of the probe, and can have 

values  between –89.9° and 89.9°. For a probe skew of 0°, a positive roof angle will generate  beams with total skew angles  between 0° and 180°.

Figure 4‐11 on page 35 gives an example of a wedge with a positive roof angle and no 

wedge angle.

Figure 4‐11  Roof angle definition

For pitch‐and‐catch configurations, the  probe separation and the squint angle parameters must  be appropriately set.

Secondary axis

Primary

axis Roof angle > 0

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Probe separation

The probe separatio defines the spacing (center to center distance) bet een the first

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36  Chapter 4

 

The  probe separation defines the spacing (center‐to‐center distance)  between the first element of the transmitters array and the first element of the receivers array (see 

Figure 4‐12 on page 36).

Figure 4‐12  Probe separation

Squint angle

The squint angle is defined as half the angle  between the primary axes of transmitter 

and receiver arrays. A symmetrical rotation is automatically applied to the receiving 

array. The squint angle can have values  between –89.9° and 89.9°, and a positive 

squint angle means that the primary axes of the arrays cross in front of the arrays (see 

Figure 4‐13 on page 37).

Probe separation

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The 1‐D Linear Arrays Tab  37

 

Figure 4‐13  Squint angle definition

Position of the probe relative to the wedge

In the Wedge area of the Advanced Calculator, the values for the Primary axis 

position of wedge reference (mm) and Secondary axis position of wedge reference 

(mm) parameters are adjusted so that the probe is correctly positioned relative to the 

wedge. In the example shown in Figure 4‐14 on page 38 , the front of the wedge is at zero on the index‐axis and the center of the wedge is at zero on the scan‐axis.

For standard flat wedges, in the Wedge area of the Advanced Calculator, do not change the values of the Primary axis position of wedge reference and the Secondary 

axis position

 of

 wedge

 reference

 parameters

 (see

 section 4.2.10

 on

 page 60)

Primary axis

Squint angle > 0°

ultrasound -axis

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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38  Chapter 4

 

Figure 4‐14  Wedge reference positions

4.1.3 Conventions Related to the Part

In 

order 

to 

increase 

the 

flexibility 

with 

regards 

to 

selection 

of 

reference 

points, 

the 

Advanced Calculator considers two different reference points:

• The wedge reference  point is the intrinsic reference point used  by the calculator and 

is always located at the rear‐left corner of the wedge. The probe is then positioned 

with regards to the wedge reference  by specifying the Primary axis offset of the 

middle of the first element parameter and the Secondary axis offset of the 

middle of the first element parameter (for definition, see section 4.2.10 on 

page 60).• The mechanical reference  point is an arbitrary reference point that can  be used  by the 

operator to define the position of the intrinsic wedge reference relative to an 

alternative wedge reference (for example, the front of the wedge) or a reference 

point on a scanning mechanism. The wedge reference is positioned with regards 

to the mechanical reference  by specifying the Primary axis position of wedge 

reference parameter or the Secondary axis position of wedge reference 

parameter (for

 definition,

 see

 section 4.2.10

 on

 page 60).

 In

 the

 visualization

 of

 the

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

considered configurations on the Beam Display Info. tab, the mechanical reference 

is always positioned at the origin.

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The 1‐D Linear Arrays Tab  39

 

• When using Primary axis position of wedge reference and/or Secondary axis 

position of wedge reference values different from zero, the Advanced Calculator 

takes these values into account for the scan and/or index offset values in the Beam 

Information area of the Beam Display Info. tab.

Examples for flat and cylindrical parts are illustrated in Figure 4‐15 on page 40 , Figure 4‐16 on page 41 , and Figure 4‐17 on page 42.

Flat part

For standard probes and wedges, to correctly position the wedge and the probe 

relative to the part, enter proper values in the Probe scan offset (mm) and Probe 

index offset (mm) parameters in the Probe area of the Advanced Calculator (see 

section 4.2.7 on page 55). 

For custom wedges, refer to Figure 4‐15 on page 40 to understand the physical meaning of the various Advanced Calculator parameters.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Primary axis position of wedge

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40  Chapter 4

 

Figure 4‐15  Flat part: offset definition

reference > 0 Wedge reference

Secondary axis

position of wedge

reference < 0

Primary axis offset of the middle of the first

element > 0

Mechanical reference

Secondary axis offset of the middle

of the first element > 0

Primary axis offset of the middle of the first element

Height at the middle of the first element 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Cylindrical part

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The 1‐D Linear Arrays Tab  41

 

Figure 4‐16  Pipe OD with a curvature along the primary axis: offset definition

Primary axis position of wedge

reference > 0 Wedge reference

Secondary axis

position of wedge

reference < 0

Primary axis offset of the middle of the first element > 0

Mechanical reference

Secondary axis offset of the middle of

the first element > 0

Primary axis offset of the middle of the first

element (measured along a straight line)

Height at the middle of

the first element

Distance between contact points (wedge length)

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Primary axis position of wedge

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42  Chapter 4

 

Figure 4‐17  Pipe ID with a curvature along the primary axis: offset definition

For cylindrical parts (Pipe OD or Pipe ID), it is important to notice that the wedge is,  by definition, considered as centered on the center of the pipe.

reference > 0 Wedge reference

Secondary axis

position of wedge

reference < 0

Primary axis offset of the middle of the first

element > 0

Mechanical reference

Secondary axis offset of the middle of the firstelement > 0

Primary axis offset of the middleof the first element (measured

along a straight line)

Height at the middle

of the first element

Distance between contact points (wedge

length)

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Similar conventions apply to a Pipe OD and Pipe ID with a curvature along secondary 

axis , with a difference that the Distance between contact points represents the wedge width.

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The 1‐D Linear Arrays Tab  43

 

i

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4.2 1-D Linear Array Tab Description

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44  Chapter 4

 

The 1‐D Linear array tab is divided into ten areas (see Figure 4‐18 on page 44).

Figure 4‐18  The 1‐D Linear array tab

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

4.2.1 Acquisition Unit Area

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The 1‐D Linear Arrays Tab  45

 

Figure 4‐19  The Acquisition Unit area

The Acquisition Unit area (Figure 4‐19 on page 45) contains only one drop‐down 

combo  box used to select the type of acquisition unit for which you want to create 

 beams. The  beam calculation uses a slightly different compensation gain for each 

acquisition unit type. The drop‐down combo  box is available only when no 

acquisition unit is connected to the computer. The acquisition unit is automatically 

detected when it communicates with the computer.

4.2.2 Scan Type Area

Figure 4‐20

 The

 Scan

 area

The Scan Type area (Figure 4‐20 on page 45) contains the following:

Type

Selects the type of  beams to  be generated:

•   Sectorial: the refracted or inspection angle varies (see section 2.2.1 on page 13 

and section 4.5 on page 70).

•   Linear: the primary aperture travels along the array (see section 2.2.2 on 

page 15 and section 4.6 on page 82).

•   Depth: the focusing depth of the ultrasound  beam varies (see section 2.2.1 on 

page 13 and section 4.4 on page 67).

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

•   Static: the refracted angle, the focusing depth, and the primary aperture are 

fixed values (generates a single  beam) [see section 4.3 on page 63].

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46  Chapter 4

 

4.2.3 Beam Angles Selection Area

Figure 4‐21  The Beam angles selection area

The Beam Angles Selection area (see Figure 4‐21 on page 46) contains the following:

Primary steering angle (deg)

Is the angle  between the central ray of the  beam generated at the probe surface 

and the normal on the wedge surface in contact with the probe. It is generated  by 

electronic steering of the array probe and determines the resulting incident angle 

() in

 the

 wedge,

 used

 to

 calculate

 the

 refracted

 angle

 of

 the

 ultrasound

  beam

 to

 

 be generated according to Sell’s law (see Figure 4‐22 on page 47). The Primary 

steering angle can have values  between –89.9° and 89.9°, and a “0” value 

generates the nominal angle defined  by the wedge parameters.

For Sectorial  beams: the three Primary steering angle spin  boxes are used to set the first and last primary steering angles, and the angular primary steering angle 

resolution  between two consecutive  beams.

For Linear , Depth , and Static  beams: only the Start  box can  be modified to set the 

primary steering angle of the ultrasound  beam to  be used to generate the  beams.

Not applicable for pitch‐and‐catch configurations.

Secondary steering angle (deg)

Not applicable for a 1‐D linear array.

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Refracted angle (deg)

Defines the refracted angle of the ultrasound  beam to  be generated. The refracted 

angle of the ultrasound  beam is defined as the angle  between the central ray of the 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  47

 

ultrasound  beam in the material and the normal on the incidence plane. The 

refracted angle () is calculated using the probe incidence angle (), sound velocity in the wedge, and sound velocity in the material according to Snell’s law 

(see Figure 4‐22 on page 47).

Figure 4‐22  Refracted angle

The refracted angle can have values  between –89.9° and 89.9°.

For Sectorial  beams: the three Refracted angle spin  boxes are used to set the first and last refracted angles, and the angular refracted angle resolution  between two 

consecutive  beams.

For Linear , Depth , and Static  beams: only the Start  box can  be modified to select the refracted angle of the ultrasound  beam to  be generated  by the  beams.

Beam skew angle (deg)

Defines the skew angle of the ultrasound  beam to  be generated. This skew angle 

is defined as the angle  between the ultrasound  beam (central ray) projection on 

the scanning surface and the primary axis of the array. The Beam skew

 angle can 

have values  between –179.9° and 179.9°, and, has a positive value when turning 

from the positive primary axis towards the positive secondary axis. The Beam 

skew angle value does not take into account the probe skew angle described in 

the Probe area (see Figure 4‐4 on page 30).

sin

sin-----------

  Sound velocity in wedge

Sound velocity in material---------------------------------------------------------------=

β

α

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For Sectorial  beams: the three Beam skew angle spin  boxes are used to set the 

first and last skew angles, and the angular  beam skew angle resolution  between 

two consecutive  beams.

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48  Chapter 4

 

For Linear , Depth , and Static  beams: only the Start  box can  be modified to set the 

 beam skew angle of the ultrasound  beam to  be generated  by the  beams.

Not applicable for pitch‐and‐catch configurations.

Process angles  button

Calculates the values of the primary steering angle, refracted angle, and/or  beam 

skew angle associated with the  beam angle selection.

4.2.4 Focal Points Selection Area

Figure 4‐23  The Focal points selection area

The Focal Points Selection area (see Figure 4‐23 on page 48) contains the following:

Focusing type

Selects the type of focusing of the  beams to  be generated:

•   True depth: all  beams are focused at a constant true‐depth value (see 

Figure 4‐24 on page 50). For cylindrical part, the true‐depth value is defined 

as the depth in the cylindrical geometry.

•   Half path: all  beams are focused at a constant half‐path (distance) value (see 

Figure 4‐25 on page 50).

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

•   Projection: all  beams are focused on a given vertical plane (see Figure 4‐26 on 

page 51); this option is not applicable for depth laws, for DDF (dynamic 

depth focusing) laws, and for pitch‐and‐catch configurations.

F l l ll b f d d fi d f l l (

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The 1‐D Linear Arrays Tab  49

 

•   Focal plane: all  beams are focused on a user‐defined focal plane (see 

Figure 4‐27

 on

 page 51);

 this

 option

 is

 not

 applicable

 for

 depth

 laws,

 DDF

 

laws, and for pitch‐and‐catch configurations.

•   Auto: the focalization depth is automatically calculated in order to have the 

transmitter and the receiver focused at the same point in space. The 

focalization is thus made at the geometrical intersection of the transmitter and 

the receiver central rays (see Figure 4‐28 on page 52). This option is only 

applicable for pitch‐and‐catch configurations. 

DDFWhen this check  box is selected, the dynamic depth focusing (DDF) algorithm is 

applied on the  beams for the considered Reception focus position (depth or half‐path).

Not applicable for pitch‐and‐catch configurations.

Focal plane position

Defines the focalization plane:

•   Projection: the first Offset  box is used to define the position, in scan or in 

index (depending on the skew angle of the probe) of the vertical focal plane 

(see Figure 4‐26 on page 51).

•   Focal plane: the Offset and Depth  boxes are used to set the two points (in 

scan or index, and in depth) defining the focal plane (see Figure 4‐27 on 

page 51).Emission focus position (mm)

Defines the desired focusing position (depth or half‐path) of the ultrasound  beam 

to  be generated.

For Depth  beams: the three  boxes are used to set the initial (Start) and final (Stop) desired focusing position (depth or half‐path) of the ultrasound  beam to  be 

generated and the resolution.

Reception focus position (mm)

Defines the desired focusing position (depth or half‐path) (applied delay) for the 

received signal.

When the DDF check  box is selected,  both  boxes are used to set the initial (Start) and final (Stop) desired focusing position (depth or half‐path) at reception.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

When the DDF check  box is not selected, the Emission focus position is equal to 

the Reception focus position.

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50  Chapter 4

 

Figure 4‐24  True depth focalization

Figure 4‐25  Half‐path focalization

true-depth = 50 mm

half-path = 50 mm

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Projection = 75 mm

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The 1‐D Linear Arrays Tab  51

 

Figure 4‐26  Projection focalization

Figure 4‐27  Focal plane focalization

(95 Scan, 75 Usound)

(75 Scan, 12 Usound)

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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52  Chapter 4

 

Figure 4‐28  Autofocalization for pitch‐and‐catch configuration

4.2.5 Elements Selection Area

Figure 4‐29  The Elements selection area

The Elements Selection area (see Figure 4‐29 on page 52) contains the following:

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Improved resolution

This check  box appears when Linear is selected in the Scan area and can only  be 

selected when the Resolution of the Pulser parameter is set to 1.

Wh th I d l ti h k b i l t d f h b t b

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The 1‐D Linear Arrays Tab  53

 

When the Improved resolution check  box is selected, for each  beam to  be 

generated with the defined Active aperture , another  beam will  be generated with 

“Active aperture + 1” elements.

Therefore, the element step (Resolution)  between two  beams is reduced to 

1/2 element.

Pulser

Sets the first element of the active pulser group.

For Linear  beams: the three  boxes define the elements that are used during the 

scan.

Start

Sets the first element of the first group of active elements (aperture).

Stop

Sets the first element of the last group of active elements (aperture).

Resolution

Sets the increment (in number of elements) for linear  beams.

Receiver

Sets the first element of the active receiver group.

Primary axis aperture

Sets the number of elements used simultaneously to generate  beams.

4.2.6 Connection Area

Figure 4‐30  The Connection area

The Connection area (see Figure 4‐30 on page 53) contains the following:

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Pulser and Receiver

When using only one probe, always set the value of these parameters to 1.

Use these parameters when connecting two phased array probes to a splitter  box 

(such as the OMNI A ADP05 shown in Figure 4 31 on page 54) for measurement

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54  Chapter 4

 

(such as the OMNI‐A‐ADP05 shown in Figure 4‐31 on page 54) for measurement in a symmetric configuration. In this case, you need to separately calculate the 

 beams for each probe using the same values for all parameters of the Advanced 

Calculator except for the Pulser connection and Receiver connection parameters. For a given probe, the Pulser connection and Receiver connection parameters 

must have the same value. If you are working with 128‐element probes, the value 

can  be  between 1 and 64 for the first probe and  between 65 and 128 for the second 

probe (see Figure 4‐31 on page 54).

In the case of TOFD probes, you need to connect the pulser and receiver on different connectors and note the element numbers used in the respective parameters.

Figure 4‐31  Example of Pulser and Receiver connection parameter configuration 

for two

 128

‐element

 probes

 connected

 to

 an

 OMNI

‐A

‐ADP05

 splitter

 box

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

4.2.7 Probe Area

 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  55

 

Figure 4‐32  The Probe area

The Probe area contains the following (see Figure 4‐32 on page 55):

Probe database

The drop‐down combo  box allows you to select a probe from the probe database.

 Load from database  button

Allows you to load a probe configuration from the probe database.

 Save in database  button

Allows you to save the active probe configuration in the probe database.

 Delete from database  button

Allows you to delete a probe configuration from the probe database.

Probe scan offset

Defines the distance  between the center of the first element and the scan‐axis 

origin. Clicking the   button on the same line  brings the information window 

shown 

in 

Figure 4‐

33 

on 

page 56.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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56  Chapter 4

 

Figure 4‐33  Definition of the probe scan offset

Probe index offset

Defines the distance  between the front of the wedge and the index‐axis origin. Clicking  on the same line  brings the information window shown in Figure 4‐34 

on page 57.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  57

 

Figure 4‐34  Definition of the probe index offset

Probe skew angle

Defines the skew angle of the probe. The Probe skew

 angle is defined as the angle 

 between the primary axis of the probe and the scan‐axis. It can have values 

 between 0° and 360°, and is positive when turning from the positive scan‐axis 

towards the positive index‐axis (see Figure 4‐8 on page 32).

Probe frequency

Defines the probe frequency.

Number of

 elements

 on

 primary

 axis

Defines the number of elements on the primary axis of the current probe (see 

Figure 4‐1 on page 28).

Primary axis pitch

Defines the spacing (center‐to‐center distance)  between consecutive probe 

elements on the primary axis of the probe (see Figure 4‐1 on page 28).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Secondary axis width

Defines the width of the elements (see Figure 4‐1 on page 28).

Pitch and Catch

Allows the creation of a pitch‐and‐catch side‐by‐side probe configuration.

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58  Chapter 4

 

Allows the creation of a pitch and catch side  by side probe configuration.

Reverse primary axis

Inverts the order of the element numbers in the calculation of the  beams.

Probe separation

Defines the spacing (center‐to‐center distance)  between the first element of the 

transmitters array and the first element of the receivers array (see Figure 4‐12 on 

page 36). 

This 

option 

is 

only 

applicable 

for 

pitch‐

and‐

catch 

configurations.Squint angle

Defines the squint angle of the transmitter and the receiver array. The Squint angle is defined as half the angle  between the primary axes of transmitter and 

receiver arrays. A symmetrical rotation is automatically applied to the receiving 

array. Squint angle can have values  between –89.9° and 89.9°, and a positive 

squint angle means that the primary axes of the array cross in front of the arrays 

(see Figure 4‐13 on page 37). Only applicable for pitch‐and‐catch configurations.

4.2.8 Part Area

Figure 4‐35  The Part area for flat part

The Part area (see Figure 4‐35 on page 58) contains the following:

TypeDefines the part type supported  by the Advanced Calculator:

Plate: flat part.

Pipe OD: cylindrical part inspected from the outside diameter.

Pipe ID: cylindrical part inspected from the inside diameter.

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Thickness (mm)

Defines the thickness of the part to  be displayed on the Beam Display Info. tab.

Radius (mm)

Defines the radius of the cylindrical part. For a Pipe OD part, this value 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  59

 

y p p p ,represents the outer radius (inner radius + thickness). For Pipe ID part, the radius 

represents the inner radius.

4.2.9 Material Area

Figure 4‐36  The Material area for flat part

Material database

Allows the use of the Material database:

 Load from database  button

Allows you to load a material configuration from the material database.

 Save in database  button

Allows you to save the active material configuration in the material database.

 Delete from database  button

Allows you to delete a material configuration from the material database.

Sound 

velocity area

Defines the sound velocities in the material to  be inspected for the available wave 

types (Longitudinal [compression] or Transverse [shear]) waves (m/s).

Density

Defines the density of the selected material.

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Attenuation

Used to set the ultrasonic attenuation for the selected material.

4.2.10 Wedge Area

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60  Chapter 4

 

Figure 4‐37  The Wedge area

The Wedge area (see Figure 4‐37 on page 60) contains the following:

Wedge database

Allows the use of the Wedge database:

 Load from database  button

Allows you

 to

 load

 a wedge

 configuration

 from

 the

 wedge

 database.

 Save in database  button

Allows you to save the active wedge configuration in the wedge database.

 Delete from database  button

Allows you to delete a wedge configuration from the wedge database.

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Footprint

Defines the footprint of the wedge. For a Plate part, the footprint is set to Flat. For 

a cylindrical part, the footprint has to  be selected from: Curvature along primary 

axis or Curvature along secondary axis.

d l

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The 1‐D Linear Arrays Tab  61

 

Wedge angle

Defines the wedge angle in degrees. The Wedge angle is the angle  between the 

primary axis of the probe (when it is fixed on the wedge) and the surface of the 

component (or the tangential plane to the surface of the component in the case of a cylindrical geometry). It is obtained  by a rotation around the secondary axis of the probe, and can have values  between 0° and 89.9° (see Figure 4‐10 on page 34).

Roof 

angleDefines the roof angle in degrees. The Roof angle is defined as the rotation angle 

around the primary axis of the probe, and can have values  between –89.9° and 

89.9°. For a probe skew of 0°, a positive roof angle will generate  beams with total skew angles  between 0° and 180° (see Figure 4‐11 on page 35).

Sound velocity

Defines the sound velocity in the wedge.

Height at the middle of the first element

Defines the height of the middle of the first element, relative to the material surface (see Figure 4‐15 on page 40).

For cylindrical part, the height is measured relative to the flat surface obtained  by 

drawing a line  between the contact points of the wedge, and is always positive 

(see Figure 4‐16 on page 41 , Figure 4‐17 on page 42).

Primary axis offset of the middle of the first element

Defines the offset of the middle of the first element along the primary axis, relative to the  back of the wedge (see Figure 4‐15 on page 40). The offset is always 

measured along a straight line, and normally has positive values.

Secondary axis offset of the middle of the first element

Defines the offset of the middle of the first element along the secondary axis, 

relative to the left side of the wedge (see Figure 4‐15 on page 40). The offset is 

always measured along a straight line, and normally has positive values.

Primary axis position of wedge reference

Defines the primary axis position of the wedge reference relative to the 

mechanical reference (see Figure 4‐15 on page 40). The offset is always measured 

along the part surface and is positive along the positive scan‐axis direction.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Secondary axis position of wedge reference

Defines the secondary axis position of the wedge reference relative to the 

mechanical reference (see Figure 4‐15 on page 40). The offset is always measured 

along the part surface and is positive along the positive index‐axis direction.

W d l th Di t b t t t i t ( d l th)

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62  Chapter 4

 

Wedge length or Distance

 between

 contact

 points

 (wedge

 length)

The Wedge length is defined as the actual length of the wedge.

For a cylindrical part with a curvature along primary axis, the wedge length 

represents the distance  between the contact points of the wedge (see Figure 4‐16 

on page 41 , Figure 4‐17 on page 42).

Wedge width or Distance between contact points (wedge width)

The Wedge width is defined as the actual width of the wedge.

For a cylindrical part with a curvature along secondary axis, the wedge width 

represents the distance  between the contact points of the wedge.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

4.3 Creating a Static Beam

A Static  beam is used to generate, with a phased array probe, an ultrasound  beam 

similar to the one obtained  by a conventional probe. The refracted angle, the focusing 

depth and the primary aperture cannot be modified; they are fixed A single beam is

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The 1‐D Linear Arrays Tab  63

 

depth, and the primary aperture cannot  be modified; they are fixed. A single  beam is 

generated.

To illustrate the use of the calculator for creating a Static  beam for a 1‐D linear array 

probe, the following typical application is given as an example:

Example 1: single array, flat part, probe parallel to scan-axis

The following configuration is considered:

• Single 1‐D linear array probe, with the following characteristics: nominal frequency 5 MHz, 32 elements, pitch 1 mm, and width of the elements 10 mm

• A Rexolite wedge with the following characteristics: wedge angle 36°, no roof angle, wedge velocity 2330 m/s, height at the middle of the first element 12 mm, primary axis offset of the first element 9 mm

• A flat carbon steel part with a wall‐thickness of 50 mm

• The probe is oriented parallel to the scanning axis (skew 0°), and the rear end of the probe is positioned at 75 mm from the scan‐axis reference (0‐point).

• The probe generates a shear‐wave  beam in pulse‐echo mode at a 60° refracted 

angle, focusing at a true‐depth of 30 mm; all 32 elements of the probe are used to 

generate the  beam.

In order to generate this Static  beam, the input parameters must  be set as shown in 

Figure 4‐38 on page 65.

Attention should  be paid to the setting of the following parameters:

•   Height of the middle of the first element: 12 mm, as mentioned previously.

•   Primary axis offset of the first element: 9 mm, as mentioned previously.

•   Secondary 

axis 

offset 

of 

the 

first 

element: 15 mm,

 in

 order

 to

 position

 the

 probe

 

in the middle of the wedge with a width of 30 mm

• Primary axis position of wedge reference: –75 mm, in order to position the rear 

end of the wedge at a distance of 75 mm from the scan‐axis zero reference 

(mechanical reference point)

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

• Secondary axis position of wedge reference: –15 mm, in order to position the 

middle of the wedge at the rear end of index‐axis zero reference (mechanical reference point)

Also, note that the database has  been used to save probe, wedge, and material 

parameters (see

 section 10

 on

 page 125)

 

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64  Chapter 4

 

parameters (see section 10 on page 125).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

Page 73: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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The 1‐D Linear Arrays Tab  65

 

Figure 4‐38  Static Beam: input parameters

Graphical and numerical information concerning the generated law can  be found on 

the corresponding Beam Display Info. tab (see Figure 4‐39 on page 66).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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66  Chapter 4

 

Figure 4‐39  Static beam: visualization

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

4.4 Creating Depth Beams

Depth  beams are used to generate, at a fixed refracted angle and with a fixed primary 

aperture, a set of ultrasound  beams that focus at different depths.

T ill t t th f th l l t f ti D th b f 1 D li

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The 1‐D Linear Arrays Tab  67

 

To illustrate the use of the calculator for creating Depth  beams for a 1‐D linear array 

probe, the following typical application is given as an example:

Example 1: single array, flat part, probe perpendicular to scan-axis

The following configuration is considered:

• Single 1‐D linear array probe, with the following characteristics: nominal frequency 5 MHz, 32 elements, pitch 1 mm, and width of the elements 10 mm

• A Rexolite wedge with the following characteristics: wedge angle 36°, no roof angle, wedge velocity 2330 m/s, height at the middle of the first element 12 mm, primary axis offset of the first element 9 mm

• A flat carbon steel part with a wall thickness of 100 mm

• The probe

 is

 oriented

 perpendicular

 to

 the

 scanning

 axis

 (skew

 90°),

 and

 the

 rear

 

end of the probe is positioned at 75 mm from the index‐axis reference (0‐point).

• The probe generates shear‐wave  beams in pulse‐echo mode at a refracted angle of 45°, focusing  between a true‐depth distance of 20 mm to 80 mm with a depth 

resolution of 10 mm; all 32 elements of the probe are to  be used to generate the 

 beam.

In order to generate this set of Depth  beams, the input parameters must  be set as 

shown in Figure 4‐40 on page 68.

Attention should  be paid to the setting of the following parameters:

•   Height of the middle of the first element: 12 mm, as mentioned previously.

•   Primary axis offset of the first element: 9 mm, as mentioned previously.

•   Secondary axis offset of the first element: 15 mm, in order to position the probe 

in the

 middle

 of

 the

 wedge

 with

 a width

 of

 30 mm

•   Primary axis position of wedge reference: –75 mm, in order to position the rear 

end of the wedge at a distance of 75 mm from the index‐axis zero reference

•   Secondary axis position of wedge reference: –15 mm, in order to position the 

middle of the wedge at the rear end of scan‐axis zero reference

Also, note that the database has  been used to save probe, wedge, and material parameters (see section 10 on page 125).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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68  Chapter 4

 

Figure 4‐40  Depth beams: input parameters

Graphical and numerical information concerning the generated laws can  be found on 

the corresponding Beam Display Info. tab (see Figure 4‐41 on page 69).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  69

 

Figure 4‐41  Depth beams: visualization

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

4.5 Creating Sectorial Beams

Sectorial  beams are used to generate, at a fixed focusing distance and with a fixed 

primary aperture, a set of ultrasound  beams with different inspection angles 

(refracted angles and/or skew angles).

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70  Chapter 4

 

To illustrate the use of the calculator for creating a set of Sectorial  beams for 1‐D 

linear array probes, various typical applications are given as examples.

Example 1: single array, flat part, probe perpendicular to scan-axis

The following configuration is considered:

• Single 1‐D linear array probe, with the following characteristics: nominal frequency 5 MHz, 32 elements, pitch 1 mm, and width of the elements 10 mm

• A Rexolite wedge with the following characteristics: wedge angle 36°, no roof angle, wedge velocity 2330 m/s, height at the middle of the first element 12 mm, primary axis offset of the first element 9 mm

• A flat carbon steel part with a wall thickness of 50 mm

• The probe is oriented perpendicular to the scanning axis (skew 90°), and the rear 

end of the probe is positioned at 70 mm from the index‐axis reference (0‐point).

• The probe generates shear‐wave  beams in pulse‐echo mode at refracted angles 

from 40° to 70° with a resolution of 5°, focusing at a constant half‐path distance of 40 mm; all 32 elements of the probe are to  be used to generate the  beam.

In order to generate this set of Sectorial  beams, the input parameters must  be set as 

shown in Figure 4‐42 on page 71.

Attention should  be paid to the setting of the following parameters:

•   Height of the middle of the first element: 12 mm, as mentioned previously.

•   Primary axis offset of the first element: 9 mm, as mentioned previously.

•   Secondary axis offset of the first element: 15 mm, in order to position the probe 

in 

the 

middle 

of 

the 

wedge 

with 

width 

of 

30 mm•   Primary axis position of wedge reference: –70 mm, in order to position the rear 

end of the wedge at a distance of 70 mm from the index‐axis zero reference

•   Secondary axis position of wedge reference: –15 mm, in order to position the 

middle of the wedge at the rear end of scan‐axis zero reference

Also, note that the database has  been used to save probe, wedge, and material parameters (see section 10 on page 125).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  71

 

Figure 4‐42  Sectorial beams: input parameters for sectorial sweep on a flat part

Graphical and numerical information concerning the generated laws can  be found on 

the corresponding Beam Display Info. tab (see Figure 4‐43 on page 72).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

Page 80: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

8/21/2019 DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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72  Chapter 4

 

Figure 4‐43  Sectorial beams: visualization of sectorial sweep on a flat part

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Example 2: single array, flat part, probe parallel to scan-axis, “Lateral scan”

The following configuration is considered:

• Single 1‐D linear array probe, with the following characteristics: nominal frequency 5 MHz, 32 elements, pitch 1 mm, and width of the elements 10 mm

• A Rexolite wedge with the following characteristics: no wedge angle, roof angle 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  73

 

31°, wedge velocity 2330 m/s, height at the middle of the first element 12 mm, primary axis offset of the first element 9 mm

• A flat carbon steel part with a wall‐thickness of 50 mm

• The probe is used to generate shear‐wave  beams at refracted angles of approximately 45°, skewed from at least –30° to +30° relative to the orientation 

perpendicular to

 the

 scan

‐axis,

 and

 focusing

 at

 a constant

 depth

 of

 35 mm;

 all

 

32 elements of the probe are to  be used to generate the  beams.

• The probe itself is oriented parallel to the scanning axis (skew 0°), and the probe is 

positioned so that the focal points coincide approximately with the index‐axis 

reference (0‐point), and that the centre  beam is aimed at the scan‐axis reference.

• This type of configuration is often called a “lateral scan” mode, and can  be used to 

improve detection of misoriented (skewed) flaws.

In order to generate this set of sectorial  beams, the input parameters must  be set as 

shown in Figure 4‐44 on page 74.

Attention should  be paid to the following parameters:

• The  beam angles are selected using the Primary steering angle as the input parameter. In the case of a lateral scan with a linear array probe, this is the most 

efficient 

way 

to 

define 

the 

angles, 

since 

the 

refracted 

angle 

changes 

from 

53.4° 

down to 45.6° and  back to 53.4°.

•   Height of the middle of the first element: 12 mm, as mentioned previously.

•   Primary axis offset of the first element: 9 mm, as mentioned previously.

•   Secondary axis offset of the first element: 15 mm, in order to position the probe 

in the middle of the wedge with a width of 30 mm

•   Primary axis position of wedge reference: –25 mm, in order to position the centre 

 beam focal point end at the scan‐axis reference

•   Secondary axis position of wedge reference: –60 mm, in order to position the 

focal point locus at the index‐axis reference

Also, note that the database has  been used to save probe, wedge, and material parameters (see section 10 on page 125).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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74  Chapter 4

 

Figure 4‐44  Sectorial beams: input parameters for “Lateral scan” on a flat part

Graphical and numerical information concerning the generated laws can  be found on 

the corresponding Beam Display Info. tab (see Figure 4‐45 on page 75).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  75

 

Figure 4‐45  Sectorial beams: visualization of “lateral scan” on a flat part

Example 3: dual array, flat part, probe parallel to scan-axis

The following configuration is considered:

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

• Dual 1‐D linear array probe (pitch‐and‐catch), with the following characteristics: nominal frequency 2.25 MHz, 2 × 16 elements, pitch 1.7 mm, width of the 

elements 6.6 mm

• The probe contains two identical Rexolite wedges with the following 

characteristics: wedge angle 19.2°, roof angle 4.7°, wedge velocity 2330 m/s, height at the middle of the first element 5.4 mm, primary axis offset of the first element 7.9 mm; probe separation 15 mm, squint angle 6°

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76  Chapter 4

 

; p p , q g

• A flat carbon steel part with a wall‐thickness of 50 mm

• The probe is oriented parallel to the scanning axis (skew 0°), and the rear end of the probe is positioned at 50 mm from the scan‐axis reference (0‐point).

• The probe generates compression wave  beams in pitch‐and‐catch mode at 

refracted angles

 from

 45°

 to

 70°

 with

 a resolution

 of

 5°;

 all

 16 elements

 of

 the

 

transmitter and receiver arrays are used to generate the  beams. The focalization 

depth is automatically calculated to focus the transmitter and the receiver at the 

same position. The focalization is therefore made at the geometrical intersection 

of the transmitter and the receiver.

In order to generate this set of sectorial  beams, the input parameters must  be set as 

shown in Figure 4‐46 on page 77.

Attention should  be paid to the setting of the following parameters:

•   Height of the middle of the first element: 5.4 mm, as mentioned previously.

•   Primary axis offset of the first element: 7.9 mm, as mentioned previously.

•   Secondary axis offset of the first element: 5 mm, in order to position the probe in 

the middle of the wedge with a width of 10 mm

•   Primary axis

 position

 of

 wedge

 reference:

 –50 mm,

 in

 order

 to

 position

 the

 rear

 

end of the wedge at a distance of 50 mm from the scan‐axis zero reference

• Secondary axis position of wedge reference: –12.5 mm, in order to position the 

symmetrical line  between the transmitter and the receiver array at the index‐axis 

zero reference

Also, note that the database has  been used to save probe, wedge, and material parameters (see section 10 on page 125).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  77

 

Figure 4‐46  Sectorial beams: input parameters for a pitch‐and‐catch configuration

Graphical and numerical information concerning the generated laws can  be found on 

the corresponding Beam Display Info. tab (see Figure 4‐47 on page 78).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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78  Chapter 4

 

Figure 4‐47  Sectorial beams: visualization of a pitch‐and‐catch configuration

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Example 4: single array, pipe OD, probe perpendicular to pipe axis

The following configuration is considered:• Single 1‐D linear array probe, with the following characteristics: nominal 

frequency 5 MHz, 32 elements, pitch 1 mm, and width of the elements 10 mm

• A Rexolite wedge with the following characteristics: wedge angle 36°, no roof angle, wedge velocity 2330 m/s, height at the middle of the first element 9 mm, 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  79

 

primary axis offset of the first element 7 mm, curvature along primary axis, distance  between contact points 80 mm

• A pipe inspected from the outside diameter (Pipe OD) in carbon steel with an 

outside radius of 150 mm and a wall‐thickness of 25 mm

• The probe

 is

 oriented

 parallel

 to

 the

 scanning

 axis

 (skew

 0°)

 and

 perpendicular

 to

 

the pipe axis. The rear end of the probe is positioned at 40 mm from the scan‐axis 

reference (0‐point).

• The probe generates shear‐wave  beams in pulse‐echo mode at refracted angles 

from 35° to 55° with a resolution of 5°, focusing at a constant cylindrical depth of 25 mm (focusing on the  back wall of the pipe); all 32 elements of the probe are to 

 be used to generate the  beam.

In order to generate this set of sectorial  beams, the input parameters must  be set as shown in Figure 4‐48 on page 80.

Attention should  be paid to the setting of the following parameters:

•   Height of the middle of the first element: 9 mm, as mentioned previously.

•   Primary axis offset of the first element: 7 mm, as mentioned previously.

•   Secondary 

axis 

offset 

of 

the 

first 

element: 20 mm,

 in

 order

 to

 position

 the

 probe

 

in the middle of the wedge with a width of 40 mm

•   Primary axis position of wedge reference: –40 mm, in order to position the rear 

end of the wedge at a distance of 40 mm from the scan‐axis zero reference, and to 

position the centre of the pipe at the scan‐axis zero reference

•   Secondary axis position of wedge reference: –20 mm, in order to position the 

middle of the wedge at the index‐axis zero reference

Also, note that the database has  been used to save probe, wedge, and material parameters (see section 10 on page 125).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

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80  Chapter 4

 

Figure 4‐48  Sectorial beams: input parameters for sectorial sweep on a pipe part

Graphical and numerical information concerning the generated laws can  be found on 

the corresponding Beam Display Info. tab (see Figure 4‐49 on page 81).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

Page 89: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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The 1‐D Linear Arrays Tab  81

 

Figure 4‐49  Sectorial beams: visualization of sectorial sweep on a pipe part

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

4.6 Creating Linear Beams

Linear  beams are used to generate ultrasonic  beams at a fixed refracted angle and a 

fixed focusing distance,  but with a primary aperture traveling along the array, thus 

generating the

 same

  beams

 with

 a different

 set

 of

 active

 elements.

 By

 moving

 the

 

 beam along a transducer array, the scanning along an inspection axis is realized 

electronically without any need to physically displace the transducer (see Figure 4‐50 

Page 90: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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82  Chapter 4

 

y y p y y p gon page 82).

Figure 4‐50  Electronic scanning along an axis

To illustrate the use of the calculator for creating Linear  beams for a 1‐D linear array 

probe, the following typical application is given as an example.

Example 1: single array, flat part, probe perpendicular to scan-axis

The following configuration is considered:

• Single 1‐D linear array probe, with the following characteristics: nominal frequency 5 MHz, 64 elements, pitch 1 mm, and width of the elements 10 mm

• A Rexolite wedge with the following characteristics: wedge angle 36°, no roof 

angle, wedge velocity 2330 m/s, height at the middle of the first element 12 mm, primary axis offset of the first element 9 mm

• A flat carbon steel part with a wall‐thickness of 50 mm

• The probe is oriented perpendicular to the scanning axis (skew 90°), and the rear 

end of the probe is positioned at 100 mm from the index‐axis reference (0‐point).

641

16

Scanning Direction

 Active Group

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

• The probe generates shear‐wave  beams in pulse‐echo mode at a refracted angle of 55°, focusing at a constant half‐path distance of 50 mm. 16 elements of the probe 

are used to generate the  beams.

In order to generate this set of Linear  beams, the input parameters must  be set as 

shown 

in 

Figure 4‐

51 

on 

page 84.Attention should  be paid to the setting of the following parameters:

Page 91: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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The 1‐D Linear Arrays Tab  83

 

•   Height of the middle of the first element: 12 mm, as mentioned previously.

•   Primary axis offset of the first element: 9 mm, as mentioned previously.

•   Secondary axis offset of the first element: 15 mm, in order to position the probe 

in the middle of the wedge with a width of 30 mm

•   Primary axis

 position

 of

 wedge

 reference: –100 mm, in order to position the rear 

end of the wedge at a distance of 100 mm from the index‐axis zero reference

•   Secondary axis position of wedge reference: –15 mm, in order to position the 

middle of the wedge at the rear end of scan‐axis zero reference

Also, note that the database has  been used to save probe, wedge, and material parameters (see section 10 on page 125).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

Page 92: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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84  Chapter 4

 

Figure 4‐51  Linear beams: input parameters

Graphical and numerical information concerning the generated laws can  be found on 

the corresponding Beam Display Info. tab (see Figure 4‐52 on page 85).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

Page 93: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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The 1‐D Linear Arrays Tab  85

 

Figure 4‐52  Linear beams: visualization

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

4.7 Saving a Calculator Setup File (.xcal)

To save a calculator setup file (.xcal)

1. Enter the

 parameters

 of

 the

  beams

 to

  be

 generated.

2. On the menu, select File > Save As or click Save As at the  bottom of the Advanced 

Calculator dialog  box.

I h A d l b

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86  Chapter 4

 

3.   In the Save As dialog  box:

a)   Select the folder where you want to save the .xcal file.

b)   Enter an appropriate file name.

c)   In the Save as type drop‐down  box, select Extended Calculator Setup Files 

(*.xcal).

d)   Click Save (see Figure 4‐53 on page 86).

Figure 4‐53  The Save As dialog box

The Calculator Setup File contains only the parameter values and settings entered in 

the Advanced Calculator; it does not contain the generated  beams (the delays to  be 

programmed in the instrument).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

4.8 Saving a Beam File (.law)

You can import the  beam configuration created with the Advanced Calculator into an 

OmniScan. This is done  by first saving the Advanced Calculator configuration to a 

 beam file

 (.law),

 and

 then

 importing

 the

  beam

 file

 into

 the

 OmniScan.

To save a beam file (.law)

Page 95: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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The 1‐D Linear Arrays Tab  87

 

1. Enter the parameters of the  beams to  be generated

2. On the menu, select File > Save As or click Save As at the  bottom of the Advanced 

Calculator dialog  box.

3. In the

 Save

 As

 dialog

  box:

a)   Select the folder where the .law file has to  be saved.

b)   Enter an appropriate file name.

c)   In the Save as type drop‐down  box, select Law Files (*.law).

d)   Click Save (see Figure 4‐54 on page 87).

Figure 4‐54

 The

 Save

 As

 dialog

 box

If you try to save a .law file containing DDF  beams, a message  box appears, 

mentioning that DDF law files are not supported. You need to save DDF  beams in a .pac file format (for details, see section 4.10 on page 92).

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

4.9 Creating a DDF Law

DDF  beams are used to generate an ultrasonic  beam that has the capability to 

dynamically change the focusing depth of the received signals (see Appendix B on 

page 135), allowing

 a  better

 depth

 resolution

 than

 standard

 focusing.

Page 96: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

8/21/2019 DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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88  Chapter 4

 

DDF is supported  by all FOCUS LT models as well as  by OmniScan instruments 

equipped of a 32:128 PA module and connected TomoView.

It is important to notice that DDF can only give the expected result if the requested 

focal point is  before the natural focal point determined  by the frequency and  by the 

effective aperture of the probe. Information concerning the Primary Aperture Near‐field Depth and the Secondary Aperture Near‐field Depth displayed on the Element Info tab can  be used to correctly determine the focalization range on which DDF 

 beams can  be adequately used.

To illustrate the use of the calculator for creating a DDF  beam for a 1‐D linear array 

probe, the following typical application is given as an example.

Example 1: single array, flat part, probe perpendicular to scan-axis

• Single 1‐D linear array probe, with the following characteristics: nominal frequency 5 MHz, 32 elements, pitch 1 mm, and width of the elements 10 mm

• A Rexolite wedge with the following characteristics: wedge angle 36°, no roof angle, wedge velocity 2330 m/s, height at the middle of the first element 12 mm, primary axis offset of the first element 9 mm

• A flat carbon steel part with a wall‐thickness of 100 mm

• The probe is oriented perpendicular to the scanning axis (skew 90°), and the rear 

end of the probe is positioned at 70 mm from the index‐axis reference (0‐point).

• The probe

 generates

 shear

‐wave

  beams

 in

 pulse

‐echo

 mode

 at

 a refracted

 angle

 of

 

40°, focusing in emission at a true‐depth distance of 50 mm and in reception 

 between a true‐depth distance of 10 mm to 90 mm; all 32 elements of the probe 

are to  be used to generate the  beam.

In order to generate this set DDF  beam, the input parameters must  be set as shown in 

Figure 4‐55 on page 90.

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Attention should  be paid to the setting of the following parameters:

•   Height of the middle of the first element: 12 mm, as mentioned previously.

•   Primary axis offset of the first element: 9 mm, as mentioned previously.

•   Secondary axis offset of the first element: 15 mm, in order to position the probe 

in the middle of the wedge with a width of 30 mm•   Primary axis position of wedge reference: –70 mm, in order to position the rear 

end of the wedge at a distance of 70 mm from the index‐axis zero reference

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The 1‐D Linear Arrays Tab  89

 

•   Secondary axis position of wedge reference: –15 mm, in order to position the 

middle of the wedge at the rear end of scan‐axis zero reference

Also, note that the database has  been used to save probe, wedge, and material 

parameters (see

 section 10

 on

 page 125).

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

 

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90  Chapter 4

 

Figure 4‐55  DDF beam: input parameters

Graphical and numerical information concerning the generated law can  be found on 

the corresponding Beam Display Info. tab (see Figure 4‐56 on page 91).

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Emission focusing depth

 

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The 1‐D Linear Arrays Tab  91

 

Figure 4‐56  DDF beam: visualization

Reception focussing depth range

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

4.10 Saving a DDF Law File (.pac)

To save a DDF law file (.pac)

1. Enter 

the 

parameters 

of 

the 

 beams 

to 

 be 

generated2. On the menu, select File > Save As or click Save As at the  bottom of the Advanced 

Calculator dialog  box.

3. In the Save As dialog  box:

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92  Chapter 4

 

g

a)   Select the folder where you want to save the .pac file.

b)   Enter an appropriate file name.

c)   In the Save as type drop‐down  box, select Phased Array Control files (*.pac).

d)   Click Save (see Figure 4‐57 on page 92).

Figure 4‐57  The Save As dialog box

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

5. The 1-D Annular Arrays Tab

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The 1‐D Annular Arrays Tab  93

 

This section presents the 1‐D annular arrays and describes the 1‐D Annular array tab.

5.1 Generic Conventions

To generate  beams for 1‐D annular arrays in the most efficient and accurate way, the 

operator should take into account the generic conventions regarding the probe 

wedge.

5.1.1 Conventions Related to the Probe

Fresnel annular array

When a Fresnel type annular array is used, only the First radius (R1) and the Spacing 

between elements (S) (see section 5.2.6 on page 101) must  be specified. Based on 

these values, the internal and external radiuses of the successive elements are 

calculated according to the following formula:

A Fresnel type annular array is characterized  by the fact that all elements have the 

same surface

 (same

 area)

 and

 are

 separated

  by

 a constant

 distance

 (see

 Figure 5

‐1 on

 

page 94).

R 12 R 1

ext2R 1

int2 – R  N

ext2R  N

int2 – = =

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

E4

E3

E2

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94  Chapter 5

 

Figure 5‐1  Fresnel annular array

The central element is always positioned at the zero point of the scan‐axis and of the 

index‐axis.

Custom annular array

When a Custom type annular array is used the internal radius (Rnint) and the external 

radius (Rnext) of each element must  be specified (see Probe area). Based on these values, 

the distance  between each element is calculated.

A Custom type annular array can have different radii and a variable spacing  between 

consecutive elements

 (see

 Figure 5

‐2 on

 page 95).

E1

  R2

int

R2

ext

S

S

S

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

E4

E3

E2

E R1

ext

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The 1‐D Annular Arrays Tab  95

 

Figure 5‐2  Custom annular array

The central element is always positioned at the 0‐point in scan and in index.

5.1.2 Important Remark Concerning the Delay CalculationFor  both Fresnel type and Custom type annular arrays, the delay for each element is 

calculated at the radius Ricalc , for which the following statement is true: half of the 

surface of the element is within this radius and half of the surface of the element is 

outside of this radius. Mathematically, this is expressed as follows:

E1

R2

int

R3

int

R4

int

R4

ext

R2

ext

1

R3

ext

R iext2

R icalc2

 – R icalc2

R iint2

 – =

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

5.2 Description

The 1‐D Annular array tab is divided into seven areas (see Figure 5‐3 on page 96).

 

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96  Chapter 5

 

Figure 5‐3  The 1‐D Annular array tab

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

5.2.1 Acquisition Unit Area

 

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The 1‐D Annular Arrays Tab  97

 

Figure 5‐4  The Acquisition Unit area

The Acquisition Unit area (Figure 5‐4 on page 97) contains only one drop‐down 

combo  box for the selection of the type of acquisition unit for which you want to 

create  beams. The  beam calculation uses slightly different compensation gain for each 

acquisition unit type. The drop‐down combo  box is available only when no 

acquisition unit is connected to the computer. The acquisition unit is automatically 

detected when it communicates with the computer.

5.2.2 Scan Area

Figure 5‐5  The Scan Type area

The Scan area (see Figure 5‐5 on page 97) contains the following:

Type

Selects the type of  beams to  be generated:

•   Depth: the focusing depth of the ultrasound  beam varies.

•   Static: the focusing depth of the ultrasound  beam is fixed (generates a single 

 beam).

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

5.2.3 Beam Angles Selection Area

 

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98  Chapter 5

 

Figure 5‐6  The Beam angles selection area

The Beam angles selection area (see Figure 5‐6 on page 98) is not applicable for the 

1‐D annular array option, since only  beams for ultrasound  beams at 0° (longitudinal waves) are considered.

5.2.4 Focal Points Selection Area

Figure 5‐7  The Focal points selection area

The Focal points selection area (see Figure 5‐7 on page 98) contains the following:

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Focusing type

Selects the type of focusing of the  beams to  be generated:

•   True depth: all  beams are focused at a constant true‐depth value. For a 

cylindrical part, the true‐depth value is defined as the depth in the cylindrical geometry.

•   Half path: all  beams are focused at a constant half‐path (distance) value.

•   Projection: all  beams are focused on a given vertical plane; this option is not applicable for depth laws, for DDF laws, and for pitch‐and‐catch 

configurations.

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The 1‐D Annular Arrays Tab  99

 

configurations.

•   Focal plane: all  beams are focused on a user‐defined focal plane (see 

Figure 4‐27 on page 51); this option is not applicable for depth laws, DDF 

laws, and

 for

 pitch

‐and

‐catch

 configurations.

DDF

When this check  box is selected, the dynamic depth focusing algorithm is applied 

on the  beams for the considered Reception focus position (depth).

Focal plane position (mm)

Not applicable for a 1‐D annular array.

Emission focus

 depth

 (mm)

Defines the desired focusing depth of the ultrasound  beam to  be generated.

For Depth  beams: the three  boxes are used to set the initial (Start) and final (Stop) desired focusing depth of the ultrasound  beam to  be generated and to set its 

resolution.

Reception focus depth (mm)

Defines the desired focusing depth (applied delay) for the received signal.

When the DDF check  box is selected,  both  boxes are used to set the initial (Start) and final (Stop) desired focusing depth at reception.

When the DDF check  box is selected along with Depth  beams, the initial (Start) and final (Stop) focusing depth at reception is automatically calculated (but not displayed) as follows:

• Start:

Reception focus depth = Emission focus depth – Resolution

• Stop:

Reception focus depth = Emission focus depth + Resolution

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

When the DDF check  box is not selected, the Emission focus position is equal to 

the Reception focus position.

5.2.5 Elements Selection Area

 

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100  Chapter 5

 

Figure 5‐8  The Elements selection area

The Elements selection area (see Figure 5‐8 on page 100) contains the following:

Pulser

Sets the first element of the active pulser group.

Receiver

Sets the first element of the active receiver group.

Primary axis aperture

Sets the number of elements used simultaneously to generate  beams.

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

5.2.6 Probe Area

 

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The 1‐D Annular Arrays Tab  101

 

Figure 5‐9  The Probe area for annular arrays

The Probe area (see Figure 5‐9 on page 101) contains the following:

Probe database

Allows the use of the Probe database:

 Load

 from

 database

Allows one to load a probe configuration from the probe database.

 Save in database

Allows one to save the active probe configuration in the probe database.

 Delete from database

Allows one to delete a probe configuration from the probe database.

Probe skew angle (deg)

Defines the skew angle of the probe. The probe skew angle is always 0° for a 1‐D 

annular array, since it only generates ultrasound  beams at 0°.

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Probe frequency (MHz)

Defines the probe frequency.

Number of elements on primary axis

Defines the number of elements on the primary axis (radial) of the current probe.

First radius

 (mm)

Defines the radius of the central element. Only applicable for Fresnel type annular 

arrays (see Figure 5‐1 on page 94).

Space between elements (mm)

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102  Chapter 5

 

Defines the space  between two consecutive elements [that is, the distance  between 

the external radius of the nth element to the internal radius of the (n+1)th

 element]. 

Only applicable

 for

 Fresnel

 type

 annular

 arrays

 (see

 Figure 5

‐1 on

 page 94).

Radius  button

Opens the Annular Array Radius dialog  box (see Figure 5‐10 on page 103), which 

allows the creation of a Custom annular array.

When a Fresnel type annular array is used, the dialog  box gives the possibility to 

verify the radius of each element.

Fresnel option  button

Defines a Fresnel type annular array, characterized  by the fact that each element has the same surface (same area) and is separated  by a constant distance (see 

Figure 5‐1 on page 94).

Custom option  button

Defines a Custom type annular array, with arbitrary radii and a variable spacing 

 between consecutive

 elements

 (see

 Figure 5

‐2 on

 page 95).

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

5.2.7 Annular Array Radius Dialog Box

 

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The 1‐D Annular Arrays Tab  103

 

Figure 5‐10  The Annular Array Radius dialog box

The Annular Array Radius dialog  box (see Figure 5‐10 on page 103) contains the 

following:

Load  button

Opens a standard Open dialog  box, allowing one to load a text file (.txt file) containing the internal and external radius of each element.

Save  button

Opens a standard Save As dialog  box, allowing one to save the internal and the 

external radius of each element in a text file (.txt file).

It is important to note that the internal and external radii of a Custom annular array defined in the Annular

 Array

 Radius dialog  box are not saved in the .xcal 

file.

OK  button

Applies the defined radius.

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Cancel  button

Closes the Annular Array Radius dialog  box.

5.2.8 Part Area

 

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104  Chapter 5

 

Figure 5‐11  The Part area for flat part

The Part area (see Figure 5‐11 on page 104) contains the following:

Type

Defines the part type supported  by the Advanced Calculator:

Plate: flat part.

Thickness (mm)

Defines the thickness of the part to  be displayed on the Beam Display Info. tab.

5.2.9 Material Area

Figure 5‐12  The Material area for flat part

Material database

Allows the use of the Material database:

 Load from database  button

Allows you to load a material configuration from the material database.

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Save in database  button

Allows you to save the active material configuration in the material database.

 Delete from database  button

Allows you

 to

 delete

 a material

 configuration

 from

 the

 material

 database.

Sound velocity area

Defines the sound velocities in the material to  be inspected for the available wave 

types (Longitudinal [compression] or Transverse [shear]) waves (m/s).

D it

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The 1‐D Annular Arrays Tab  105

 

Density

Defines the density of the selected material.

Attenuation

Used to set the ultrasonic attenuation for the selected material.

5.2.10 Wedge Area

Figure 5‐13  The Wedge area for annular arrays

The Wedge area (see Figure 5‐13 on page 105) contains the following:

Wedge database

Allows the use of the Wedge database:

 Load from database

Allows one to load a wedge configuration from the wedge database.

 

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Save in database

Allows one to save the active wedge configuration in the wedge database.

 Delete from database

Allows one

 to

 delete

 a wedge

 configuration

 from

 the

 wedge

 database.

Sound velocity (m/s)

Defines the sound velocity in the wedge.

Height at the middle of the central element (mm)

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106  Chapter 5

 

Defines the height at the middle of the central element, relative to the material surface.

5.3 Creating Depth Beams for Annular Arrays

Depth  beams are used to generate a set of ultrasound  beams that focus at different depths.

To illustrate

 the

 use

 of

 the

 calculator

 for

 creating

 Depth

  beams

 for

 a 1‐D

 annular

 array

 

probe, the following typical application is given as an example.

Example 1: Fresnel annular array

The following configuration is considered:

• Single 1‐D annular array probe, Fresnel type with the following characteristics: 

nominal frequency 5 MHz, 16 elements, first radius 5 mm, and spacing  between elements 2 mm

• A Rexolite wedge with the following characteristics: wedge velocity 2330 m/s, height at the middle of the central element 10 mm

• A flat carbon steel part with a wall‐thickness of 100 mm

• The probe generates compression wave  beams in pulse‐echo mode at 0°, focusing 

 between a true‐depth distance of 10 mm to 90 mm with a depth resolution of 10 mm; all 16 elements of the probe are to  be used to generate the  beam.

In order to generate this set of Depth  beams, the input parameters must  be set as 

shown in Figure 5‐14 on page 107.

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Note that the database has  been used to save probe, wedge, and material parameters 

(see section 10 on page 125).

 

Page 115: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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The 1‐D Annular Arrays Tab  107

 

Figure 5‐14  Fresnel annular array: Depth beam input parameters

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Graphical and numerical information concerning the generated laws can  be found on 

the corresponding Beam Display Info. tab (see Figure 5‐15 on page 108).

 

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108  Chapter 5

 

Figure 5‐15  Fresnel annular array: Depth beam visualization

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

6. The 2-D Matrix Array Tab

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The 2‐D Matrix Array Tab  109

 

This section describes how to create  beams when inspecting parts using a 2‐D matrix 

probe.Sectorial  beams are used to generate, at a fixed focusing distance and with a fixed 

primary aperture, a set of ultrasound  beams of different inspection angles (refracted 

angles and/or skew angles).

The following is an example of configuration of sectorial  beams.

The probe, part, and wedge parameters are as follows:

• Two 2‐D matrix probe 5 MHz, 16 elements organized as follows: 4 elements on 

the primary axis and 4 on the secondary axis. The primary and secondary axis 

pitches are 2 mm. The probe configuration is of the type 1 (as defined in the 

Advanced Calculator).

• The part is a flat steel part having a thickness of 50 mm. The sound velocity in the 

part is 3200 m/s.

• A wedge, having a sound velocity of 2330 m/s, is angled at 30°. The height at the 

middle of the first element is 4 mm and the primary axis offset of the first element is 3 mm. The secondary axis offset of the first element is also 3 mm. The wedge is 

12 mm long and 12 mm wide.

The inspection parameters are as follows:

• The inspection is done in the pulse‐echo mode, using longitudinal waves.

• The ultrasound unit is true‐depth and the  beam is focused at 10 mm.

• The probe motion is parallel to the scanning axis (skew 0°).

• The steering angles ranges from –10 ° to 10 ° in steps of 2 ° on  both primary and 

secondary axes.

• The aperture uses all the elements of the probe.

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Figure 6‐1 on page 110 presents the parameters to  be entered to create the linear 

 beams.

 

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110  Chapter 6

 

Figure 6‐1  Example of parameters of sectorial beams for a 2‐D matrix probe

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

The result can  be examined in the graphic representation on the Beam Display Info. tab (see Figure 6‐2 on page 111).

 

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The 2‐D Matrix Array Tab  111

 

Figure 6‐2  Graphic representation of the sectorial beams for a 2‐D matrix probe

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Page 120: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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112  Chapter 6

 

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

7. The Beam Display Info. Tab

The Beam Display Info tab (see Figure 7 1 on page 114) can be used to verify and

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The Beam Display Info. Tab  113

 

The Beam Display Info. tab (see Figure 7‐1 on page 114) can  be used to verify and 

validate the inputs and the resulting  beams for any of the supported array types. In 

addition to a graphical representation of the defined probe, wedge, and part, it also 

provides detailed numerical information for each of the created delay laws: position 

of  beam exit point and focal point,  beam refracted angle and skew angle, etc.

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

 

Page 122: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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114  Chapter 7

 

Figure 7‐1  The Beams Display Info tab

The Beam

 

Display 

Info. tab

 (see

 Figure 7

‐1 on

 page 114)

 contains

 the

 following:

VC‐Top (C)

This volume corrected view is a two‐dimensional (2‐D) graphical representation 

of the top view of the defined probe and part. One of the axes is the scan‐axis, and 

the other is the index‐axis. The defined probe and wedge can  be displayed along 

with the ray tracing of the  beams.

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

VC‐Side (B)

This volume corrected view is a 2‐D graphical representation of the side of the 

defined probe and part. One of the axes is the scan‐axis, and the other is the 

ultrasound (Usound) axis. The defined probe and wedge can  be displayed along 

with the ray tracing of the  beams.

VC‐End (D)

This volume corrected view is a 2‐D graphical representation of the end of the 

defined probe and part. One of the axes is the index‐axis, and the other is the 

ultrasound (Usound) axis. The defined probe and wedge can  be displayed along 

with the ray tracing of the  beams.

3‐D

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The Beam Display Info. Tab  115

 

3‐D

This view

 is

 a 3‐D

 representation

 of

 the

 defined

 probe,

 wedge,

 and

 part.

The Top View  button automatically readjusts the zoom and repositions the pane 

content in order to get a representation from the top of the part.

The Side View  button automatically readjusts the zoom and repositions the pane 

content in order to get a representation from the side of the part.

The End View  button automatically readjusts the zoom and repositions the pane 

content in

 order

 to

 get

 a representation

 from

 the

 end

 of

 the

 part.

In the 3‐D Visualization view:

• Click and drag to rotate the 3‐D model.

• Right‐click and drag to move the 3‐D model.

• Click the wheel  button and drag to zoom in or out of the view. 

Fit 

Image 

to 

Pane ( )

This  button simultaneously un‐zooms the content of the four views.

Current beam

Identifies the current  beam.

Sectorial laws, depending on the Beam angle selection , are identified as follows:

Sectorial A: angle

Sectorial St: steering angle 

Sectorial Sk: skew angle

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

Linear laws are identified as follows:

Linear L: 1‐16 , where 1 and 16 represent the first and the last element used to 

generate the law

Depth laws are identified as follows:

Depth D:

 45 ,

 where

 45

 represents

 the

 focalization

 depth

Static laws are identified as follows:

Static A: 30 , where 30 represents the refracted angle

Beam information

Indicates the  beam Exit point and Focal point in Cartesian coordinates (Scan , 

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116  Chapter 7

 

p p (Index , and Usound) and, for cylindrical coordinates (Circumferential , Axial , and 

Depth) for the current  beam.

Angle information

Indicates the Refr. Angle (refracted angle), the total Skew angle (beam skew angle 

+ probe skew angle), the Primary , and the Secondary Steering angle of the current  beam.

Display options

Allows one to display the following options:

• Wedge (wire frame) or solid wedge

• Probe (wire frame) or solid probe

• Part

• Element numbers

• Focal 

point• Focal point locus

• Rebound path

• Weld center

The user‐defined options are saved upon closing the calculator.

Color

Allows one

 to

 define

 the

 color

 of

 the

 following

 components:

• Wedge

• Part

• Element

• Beam

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

The user‐defined colors are saved upon closing the calculator.

Near‐Field information

Indicates the Primary Aperture Near‐Field Depth and the Secondary Aperture 

Near‐Field Depth.

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The Beam Display Info. Tab  117

 

DMTA‐20039

‐01EN 

 [U8778541],

 Rev. A,

  August

 2012

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118  Chapter 7

 

DMTA‐

20039‐

01EN  

[U8778541], 

Rev. A, 

 August 

2012

8. The Elements Info. Tab

The Elements Info. tab presents lists for the pulser and the receiver elements (see 

h l h l l d d l f h l

Page 127: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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The Elements Info. Tab  119

 

Figure 8‐1 on page 120). The lists contain the calculated delays for each element number for the  beam selected in the Current

 Beam area.

DMTA‐

20039‐

01EN  

[U8778541], 

Rev. A, 

 August 

2012

Page 128: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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120  Chapter 8

 

Figure 8‐1  Example of the Element Info. tab

DMTA‐

20039‐

01EN  

[U8778541], 

Rev. A, 

 August 

2012

9. The AFiSiMO Tab

The Acoustic Field Simulation Module (AFiSiMO) is available as an option in the 

Advanced Calculator It is used to simulate spatially diffracted fields in 2 D or 3 D

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The AFiSiMO Tab  121

 

Advanced Calculator. It is used to simulate spatially diffracted fields in 2‐D or 3‐D. This component is particularly useful when defining new inspection techniques.

With this module you can:

• Validate inspection settings

• Measure  beam width

• Display LW (longitudinal waves) and SW (shear waves)

• Simulate cylindrically focused probes

• Support linear and conventional UT probes

The AFiSiMO tab presents a large graphical visualization view, view selection 

 buttons, and simulation parameters (see Figure 9‐1 on page 122).

DMTA‐

20039‐

01EN  

[U8778541], 

Rev. A, 

 August 

2012

View selection

buttons

Page 130: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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122  Chapter 9

 

Figure 9‐1 

Example of

 the

 AFiSiMO

 tab

9.1 Creating Acoustic Field Simulations

The following procedure describes how to create acoustic field simulations.

When you want to create acoustic field simulations for several configurations, consider using the  batch processing  by selecting File > Run AFiSiMo Batch on the 

menu (see section 1.2.1 on page 6 for details). 

To create an acoustic field simulation

1. Use the appropriate Advanced Calculator tab (UT Probe , 1‐D Linear array , or 2‐D 

Matrix Array) to define the probe, wedge, part, and inspection parameters that you want to simulate.

buttons

DMTA‐

20039‐

01EN  

[U8778541], 

Rev. A, 

 August 

2012

2. Click Draw at the  bottom of the tab. The Advanced Calculator calculates the  beams as defined  by your parameters.

3. In the AFiSiMO tab:

a)   In the Simulation Settings area, select the type of simulation that you want to 

perform. The available choices are: 

•   Preview: to calculate a 2‐D simulation with predefined start, stop, and resolution values using the fast algorithm.

•   2‐D: to calculate the simulated acoustic field on a two‐dimension plane.

•   3‐D: to calculate the simulated acoustic field for volume.

b)   Set the values for the Start , Stop , and Resolution parameters to determine the 

scope of the simulation. 

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The AFiSiMO Tab  123

 

c)   Select the

 Fast

 

algorithm check

  box

 to

 reduce

 the

 calculation

 time.

d)   Select the Active beam only check  box to limit the simulation to the  beams 

selected under Active. Clear the check  box to perform the simulation on all  beams.

e)   Click Generate.

4. When the simulation calculation is complete, use the view selection  buttons to 

visualize the simulation results in various 2‐D and 3‐D (see Figure 9‐2 on 

page 123).

Figure 9‐2  Example of 2‐D and 3‐D simulation visualizations

5. With the 2‐D view selection  button selected, in the visualization view:

• Click, drag, and release to zoom to the drawn area. 

• Use the ruler and zoom  bars to zoom in and out.

• Click the zoom out  button ( ) to restore a full model view. 

DMTA‐

20039‐

01EN  

[U8778541], 

Rev. A, 

 August 

2012

6. With the 3‐D view selection  button selected, in the visualization view:

• Click and drag to rotate the 3‐D model.

• Right‐click and drag to move the 3‐D model.

• Click the wheel  button and drag to zoom in or out of the view. 

7. After generating a 3‐D simulation, the controls in the 3‐D Clipping area are 

enabled, allowing you to visualize planes of the 3‐D simulation:

• Click and drag the any of the sliders to move the respective plane in the 3‐D 

view.

• Select one of the sliders, set the Speed and click the play  button ( ) to 

start an animation of the plane movement.

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124  Chapter 9

 

9.2 Verifying the AFiSiMO Availability

The AFiSiMO is an optional feature that needs to  be purchased separately. Contact your local Olympus representative for more information. 

To verify the AFiSiMO availability

1. When using the Advanced Calculator with TomoView, start TomoView.

2. In the Start Selection dialog  box, verify that Acoustic Field Simulation: Enabled 

appears in the Add On area (see Figure 9‐3 on page 124).

Figure 9‐3  The TomoView Startup Selection dialog box with the enabled AFiSiMO 

add on

DMTA‐

20039‐

01EN  

[U8778541], 

Rev. A, 

 August 

2012

10. Using the Databases

The Advanced Calculator uses a database to store the information related to the 

probes, the material and the wedges. The database file is located in a folder under the 

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Using the Databases  125

 

p g

Advanced Calculator folder. The default location is:

[Installation Folder]\TomoView29\Database

The Advanced Calculator installer creates the following files in the database folder:

UtDatabase.mdb

Active database file containing factory default information used  by the Advanced 

Calculator.

UtDatabase‐InstallationBackUp‐xxxx.tmp.mdb

If a previous version of the Advanced Calculator was installed, a copy of the 

existing UtDatabase.mdb is created with this name, where xxxx is an 

automatically generated unique ID for the file. Rename this file to 

UtDatabase.mdb if you want to restore the content of the database as it was for 

the previous

 version

 of

 the

 Advanced

 Calculator.

DMTA‐

20039‐

01EN  

[U8778541], 

Rev. A, 

 August 

2012

10.1 Probe Database

The Probe database allows you to save and to load a user‐defined probe 

configuration.

To save a probe configuration in the Probe database

1. Enter the probe parameters with an appropriate probe name (see Figure 10‐1 on 

page 126).

 

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126  Chapter 10

 

Figure 10‐

Probe 

parameters

2. Click  (Save in database  button), and then click OK (see Figure 10‐2 on 

page 127).

The probe configuration is automatically saved in the Probe database.

DMTA‐

20039‐

01EN  

[U8778541], 

Rev. A, 

 August 

2012

 p

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Using the Databases  127

 

Figure 10‐2  Saving with the Probe Configuration dialog box

To load a probe configuration from the Probe database

1. In the Advanced Calculator , click  (Load from database  button).

2. In the Probe Configuration dialog  box, select the desired probe configuration, and then click OK.

The probe configuration is automatically loaded from the Probe database.

To delete a probe configuration from the Probe database

1. In the Advanced Calculator , click  (Delete from database  button).

2. In the Probe Configuration dialog  box, select the probe configuration that you 

want to delete, and then click Delete. 

3. Click OK to close the dialog  box (see Figure 10‐3 on page 128).

The probe configuration is automatically deleted from the Probe database.

DMTA‐

20039‐

01EN  

[U8778541], 

Rev. A, 

 August 

2012

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128  Chapter 10

 

Figure 10‐3  Deleting with the Probe Configuration dialog box

10.2 Material Database

The Material database allows you to save and to load a user‐defined material configuration.

To save a material configuration in the Material database

1. Enter the material parameters with an appropriate material name (see Figure 10‐4 

on page 128).

Figure 10‐4  Material parameters

2. Click  (Save in database  button), and then click OK (see Figure 10‐5 on 

page 129).

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

The probe configuration is automatically saved in the Material database.

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Using the Databases  129

 

Figure 10‐5  Saving with the Material Configuration dialog box

To load a material configuration from the Material database

1. In the Advanced Calculator , click  (Load from database  button).

2. In the Material Configuration dialog  box, select the desired material configuration, and then click OK.

The material configuration is automatically loaded from the Material database.

To delete a material configuration from the Material database

1. In the Advanced Calculator , click  (Delete from database  button).

2. In the Material Configuration dialog  box, select the material configuration that you want to delete, and then click Delete. 

3. Click OK to close the dialog  box (see Figure 10‐6 on page 130).

The material configuration is automatically deleted from the Material database.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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130  Chapter 10

 

Figure 10‐6  Deleting from the Material Configuration dialog box

10.3 Wedge Database

The Wedge database allows you to save and to load a user‐defined wedge 

configuration.

To save a wedge configuration in the Wedge database

1. Enter the wedge parameters with an appropriate wedge name (see Figure 10‐7 on 

page 131).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

 

Page 139: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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Using the Databases  131

 

Figure 10‐7  Wedge parameters

2. Click  (Save in database  button), and then click OK (see Figure 10‐8 on 

page 131).

The wedge configuration is automatically saved in the Wedge database.

Figure 10‐8  Saving with the Wedge Configuration dialog box

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

To load a wedge configuration from the Wedge database

1. In the Advanced Calculator , click  (Load from database  button).

2. In the Wedge Configuration dialog  box, select the desired wedge configuration, and then click OK.

The wedge configuration is automatically loaded from the Wedge database.

To delete a wedge configuration from the Wedge database

1. In the Advanced Calculator , click  (Delete from database  button).

2. In the Wedge Configuration dialog  box, select the wedge configuration that you 

want to delete, and then click Delete. 

3 Click OK to close the dialog box (see Figure 10 9 on page 132)

Page 140: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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132  Chapter 10

 

3. Click OK to close the dialog  box (see Figure 10‐9 on page 132).

The wedge configuration is automatically deleted from the Wedge database.

Figure 10‐9  Deleting with the Wedge Configuration dialog box

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Appendix A: Theoretical Considerations on Law Delay

Accuracy

The Advanced

 Calculator

 calculates

 beam

 delays

 to

 electronically

 generate

 an

 

lt i b f hi h th ti f i F t f f th id d

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Theoretical Considerations on Law Delay Accuracy  133

 

The Advanced Calculator calculates beam delays to electronically generate anultrasonic probe for which the active surface is a Fermat surface for the considered 

focal point in the material. This means that the rays from the individual elements 

(centre points) of the probe to the focal point should have equal flight times (FT). The 

errors are therefore expressed in time units, typically nanoseconds (ns). This approach 

is very similar to the optical path difference (OPD) parameter, expressed in number of wavelengths, used for quantitative assessment of the quality of optical systems 

(lenses, etc.).

In optics, it is assumed that a system with a maximum OPD error, smaller than a 

quarter of the wave length, generates a “sensibly” perfect image (see Warren  J. Smith,  Modern Optical Engineering , Chapter 11 “Image Evaluation,” 1966, McGraw Hill). This 

criterion is called the Rayleigh Limit, and is used for evaluation of aberrations (errors) in precision optics (microscopes, telescopes…).

When 

applying 

this 

criterion 

to 

the 

calculation 

of 

 beam 

delays 

for 

ultrasonic 

array 

probes, a maximum difference of a quarter of a wavelength can  be allowed, compared 

to an ideal Fermat surface. For typical probe frequencies used in nondestructive 

testing, the criterion yields the following allowable maximum delay differences:

• For a 10 MHz probe: 25 nanoseconds

• For a 5 MHz probe: 50 nanoseconds

• For a 2.25 MHz probe: 111 nanoseconds

For comparison purposes, a delay difference of 50 nanoseconds is equivalent to a 

mechanical accuracy of 0.06 mm (0.0025 in.) in the fabrication of the wedge, or an 

accuracy of approximately 0.1 degree for the wedge angle.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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134  Appendix A

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Appendix B: Dynamic Depth Focusing (DDF)

In the case of conventional focused probes (and also standard focusing), the focusing 

is restricted to the region around the focal point, a region known as the depth of   field. 

The depth of field is inversely proportional to the square of the array aperture at a 

i f l di

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Dynamic Depth Focusing (DDF)  135

 

p y p p q y pgiven focal distance.

The advantage of the phased array probe over a conventional focused transducer is its 

capability to change the position of the depth of field  by using different delays (focal laws) and then obtain a depth of field at different depths.

However, for the working range of a given phased array transducer, one  beam is 

requested for each position of the depth of field. This involves one pulse/receive 

operation for each depth of field. To reduce the number of  beams needed to cover a 

large thickness range with a constant depth of field position at different depths, the 

dynamic depth focusing (DDF) technique is introduced. The term “dynamic depth 

focusing” stands for dynamically changing the focusing depth at reception of the 

signals. At the emission of the  beam, this technique  behaves exactly as standard 

focusing: a given  beam is applied to the elements of a phased array probe. This yields 

a focused

  beam

 with

 a given

 focal

 depth

 at

 emission.

 During

 reception

 (see

 Figure B

‐1 

on page 136), a large number of  beams are applied in real time using time‐dependent delays to produce only one resulting A‐scan. Knowing the propagation speed and the 

element positions, the time of reception of a given signal source is known for each 

element. At the time corresponding to the reception of the signal coming from point F1, the delay law L1 is applied. L2 is applied at the time corresponding to the 

reception of the signal coming from point F2. For clarity reasons only two laws are 

drawn in Figure B‐1 on page 136 , in reality a large number of laws are applied.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

L 1   L 2

F1

F2

Time

Time dependent delay

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136  Appendix B

 

Figure B‐1  Dynamic depth focusing at reception

Using phased array results in a significant increase of the depth of field while only 

one pulse/receive operation is needed. In practice, the obtained  beam corresponds to 

the convolution

 of

 the

 emitted

  beam

 with

 separate

 “focused

  beams”

 at

 reception.

 

Figure B‐2 on page 136 shows this principle for a conventional focused probe or a 

phased array probe. Figure B‐3 on page 137 shows this principle for DDF.

Figure B‐2  Standard focusing: convolution of transmitted and received beam

Reception Pulse echoTransmission

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

ReceptionPulse

echoTransmission

 Acquisition time

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Dynamic Depth Focusing (DDF)  137

 

Figure B‐3  Dynamic depth focusing: resulting beam by convolution

The choice of the transmitted  beam (focal point and shape) will influence the resulting 

 beam.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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138  Appendix B

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Appendix C: Description of the .law File Format

This appendix describes the .law file format. This file is a text file, used to create 

specific  beam configurations. These files can  be loaded directly in TomoView or in the 

OmniScan.

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Description of the .law File Format  139

 

The use of the .law file format supposes that the user has good  background 

knowledge of phased array technology in general, and of the hardware and software 

in particular.

C.1 Conventions

The following conventions are used in the file format description:

< >

Parameter delimiter

[ ]

Optional parameter

crlf

Carriage return and line feed

sep

<space> 1 <tab>

JSpecifies to repeat the content  between the  braces (depending on the number of laws and elements).

Normal characters (example N_Elements): represent a number.

Bold italic characters (example DDF ): represent a keyword.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Underlined characters (example G_Delay): represent TomoView parameters which 

can also  be redefined in the UT Settings of TomoView without changing the law 

formation.

Italic characters (example Frequency): represent not used parameters.

C.2 General Format

C.2.1 Format

<Version> <sep> <N_Laws> [<Max_Channels>] <crlf>

J{<N_ActiveElements> <sep> <Frequency > <sep> <Cycles> <sep> <SumGain> <sep>

<Mode> <sep> <Filter> <sep> <R_Angle> <sep> <S_Angle> <sep> <T_First> <sep><R_First> <sep> <Scan_Offset> <sep> <Index_Offset> <sep> <G_Delay> <sep>

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140  Appendix C

 

<F_Depth> <sep> <M_Velocity> <crlf>

J{<E_number> <sep> <FL_Gain> <sep> <T_Delay> <sep> <R_Delay> <sep> <Amplitude>

<sep> < P_width > <crlf>}}

C.2.2 Example

An example of a .law file containing two  beams using 10 elements, as generated  by 

the TomoView Advanced Calculator, is given hereunder:

V5.0 2

10 1000 1 24 1 0 400 0 1 1 20304 0 14829 38303 3230

1 0 564 564 180 50

2 0 517 517 180 50

3 0 466 466 180 504 0 411 411 180 50

5 0 352 352 180 50

6 0 289 289 180 50

7 0 223 223 180 50

8 0 153 153 180 50

9 0 78 78 180 50

10 0 0 0 180 50

10 1000 1 24 1 0 500 0 1 1 22350 0 15314 32139 3230

1 0 168 168 180 502 0 162 162 180 50

3 0 153 153 180 50

4 0 140 140 180 50

5 0 125 125 180 50

6 0 107 107 180 50

7 0 85 85 180 50

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

8 0 60 60 180 50

9 0 32 32 180 50

10 0 0 0 180 50

C.3 Object Description

C.3.1 General Parameters

This section includes parameters that are related to the .law file format.

Version

<V> <number> <ʹ.ʹ> <number>.

N_LawsThe total number of  beams defined in the file.

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Description of the .law File Format  141

 

Max_Channels

Not applicable in version V5.0

C.3.2 Law Parameters

This section includes parameters that are related to the  beams defined in the law file.

N_ActiveElements

The number of active elements used to generate the given  beam. The number 

shall  be  between 1 and 32 and shall fit to the limits of the hardware.

Frequency

Used for EMAT (electro‐magnetic acoustic transducer) only. Pulse train frequency 

for the given law. The figure is given in kilohertz (kHz) and may vary  between 

300 kHz and 2000 kHz.

Cycles

Used for EMAT only. The number of cycles in the pulse train for the given law. The figure may vary  between 1 and 15.

SumGain

Gain working range, expressed in decibels (dB), for a given law. The value is 

calculated according to the following formula:

Sum gain = 44 – [20 * Log(N)]where N is the number of active elements used.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

In TomoView, the Sum gain can  be modified on the Receiver tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure C‐1 on page 142).

Figure C‐1  The Sum gain on the Receiver tab of the UT Settings dialog box

ModeThe inspection mode for the given law:0 T/R (diff l d i l )

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142  Appendix C

 

0 = T/R (different pulser and receiver elements), or 

1 = Pulse‐echo (same pulser and receiver elements)

Filter

Specifies the filter applied at reception.0 = no filter (0.5–20 MHz)

1 = 0.5–5 MHz2 = 2–10 MHz3 = 5–15 MHzIn TomoView, the Filter can  be modified on the Pulser/Receiver tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure C‐2 on page 142).

Figure C‐2  The Filters area of the Pulser/Receiver tab of the UT Settings dialog box

R_AngleThe refracted angle for the given law expressed in tenths of degrees. This figure 

shall  be  between 0 and 900 (positive sign).In TomoView, the Refracted angle can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings (see Figure C‐3 on page 143).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

S_Angle

The skew angle for the given law expressed in tenths of degrees (number  between 

0 and 3599, positive sign).In TomoView, the Skew angle can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure C‐3 on page 143).

Figure C‐3  The Refracted angle on the Probe tab of the UT Settings dialog box

T Fi t1

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Description of the .law File Format  143

 

T_First1

Specifies the number of the first pulser ( first pulser hardware connection) that will  be used for transmission. This number must  be  between 1 and the maximum 

allowed  by the hardware (for instance, 16, 32, 64, 128, …) or  by the probe array. In TomoView, the First element can  be modified on the Transmitter tab of the UT 

Settings dialog

  box

 (see

 Figure C

‐4 on

 page 143).

Figure C‐4  The First element on the Transmitter tab of the UT Settings dialog box

R_First2

Specifies the number of the first receiver ( first receiver hardware connection) 

that will  be used at reception. This number must  be  between at 1 and the maximum allowed  by the hardware (for instance, 16, 32, 64, 128, …) or  by the 

1.It is important to notice that if this parameter is redefined in the UT settings of TomoView, then the 

wedge delay calculated  by the TomoView Advanced Calculator will  be incorrect.2.Idem.It is important to notice that if this parameter is redefined in the UT settings of TomoView, then 

the wedge delay calculated  by the TomoView Advanced Calculator will  be incorrect.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

probe array. In TomoView, the first receiver can  be modified on the Receiver tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure C‐5 on page 144).

Figure C‐5  The First element on the Receiver tab of the UT Settings dialog box

Scan_Offset

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144  Appendix C

 

The Scan axis offset of the exit point for the given law relative to the mechanical reference point, expressed in micrometers.In TomoView, the Scan Offset can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure C‐6 on page 144).

Index_OffsetThe Index axis offset of the exit point for the given law, relative to the mechanical reference point, expressed in micrometers.In TomoView, the Index Offset can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure C‐6 on page 144).

Figure C‐6  The Scan axis offset on the Probe tab of the UT Settings dialog box

G_Delay

Specifies the global delay (GD) expressed in nanoseconds (ns).GD = ED + WD + LDED: electronic delay. This delay is proper to the hardware and typically 1700 for 

the FOCUS and Tomoscan III PA systems.WD: total wedge delay (transmission and reception).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

LD: law delay (global delay introduced  by the specified law).In TomoView, the Wedge delay can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure C‐7 on page 145).

Figure C‐7  The Wedge delay on the Probe tab of the UT Settings dialog box

F_DepthFocusing true depth expressed in micrometers.

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Description of the .law File Format  145

 

M_Velocity

Specifies the propagation velocity in the material, expressed in meters per second 

(m/s).In TomoView, the Sound velocity can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure C‐7 on page 145).

Element parameters

Parameters that are related to individual elements used in a defined  beam.

E_number

The number identifying the individual element of the phased array probe relative 

to the first pulser and to the first receiver (see T_First and R_First). All numbers 

shall  be consecutive (1, 2, 3, …). Non active elements shall  be disabled  by setting 

the delay to 65535 (see T_Delay and R_Delay).

FL_Gain

Beam Gain. The gain applied for the considered  beam expressed in decibels (dB). Admitted range: 0–80. Elements of the same  beam must have the same focal law 

gain.For .law files generated in offline mode (that is, without phased array equipment 

connected), this

 parameter

 has

 the

 default

 value 0.In TomoView, the Beam gain can  be modified on the General tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure C‐8 on page 146). Make sure that All laws check 

 box is cleared  before modifying the focal law gain.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Figure C‐8  The Focal law gain on the General tab of the UT Settings dialog box

T_Delay

Specifies the transmission delay for the specified active element. The delay is 

expressed in nanoseconds and must  be  between 0 and 25600. The transmission is deactivated when 65535 is used.

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146  Appendix C

 

R_Delay

Specifies the reception delay for the specified active element. The delay is 

expressed in nanoseconds and must  be  between 0 and 25600. The reception is 

deactivated when 65535 is used.

AmplitudeThe excitation amplitude for the specified active element, expressed in volts 

(range: 50–200). The value shall  be the same for all defined elements and defined 

 beams.For .law files generated in offline mode (that is, without phased array equipment connected), this parameter has the default value 180.In TomoView, the Voltage can  be modified on the Pulser/Receiver tab of the UT 

Settings dialog

  box

 (see

 Figure C

‐9 on

 page 147).

P_width

The pulse width applied to the specified active element, expressed in 

nanoseconds (range: 50–500). The value shall  be the same for all defined elements 

and  beams used in the same law file.For .law files generated in offline mode (that is, without phased array equipment connected), this parameter has the default value 50.

In TomoView, the Pulse width can  be modified on the Pulser/Receiver tab of the 

UT Settings dialog  box (see Figure C‐9 on page 147).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Figure C‐9  The Voltage on the Pulser/Receiver tab of the UT Settings dialog box

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Description of the .law File Format  147

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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148  Appendix C

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Appendix D: Description of the .pac file format

This appendix describes the .pac file format. This file is a text file, used to create 

specific DDF law configurations that cannot  be done in TomoView.

The use of the .pac file format supposes that the user has good  background 

knowledge of phased array technology in general and of the hardware and software 

i ti l

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Description of the .pac file format  149

 

in particular.

The .pac file format should ONLY  be used to save DDF  beams. It is strongly recommended not to change any parameters in the .pac file.

D.1 Conventions

The following conventions are used in the file format description.

< >

Parameter delimiter

[ ]

Optional parameter

crlf

Carriage return and line feed

sep

<space> 1 <tab>

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

J

Specifies to repeat the content  between the accolades (depending on the number 

of laws and elements).

Normal characters (example N_Elements): represent a number.

Bold italic characters (example DDF ): represent a keyword or an abbreviation.

Underlined characters (example G_Delay): represent Tomoview parameters which 

can also  be re‐defined in the UT Settings of TomoView without changing the law 

formation.

Italic characters (example Frequency): represent not used parameters.

D.2 General format

D 2 1 F t

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150  Appendix D

 

D.2.1 Format

<Version><crlf>

PT <space><PodType>,<N-MaxActiveElements><crlf>

J{DF <Law_number_S>,<N_ActiveElements>,<Type>,<P_width>,<Burst>,<Mode>,<SumGain>,<R_Angle>,<S_Angle>,<Scan_Offset>,

<Index_Offset>,<G_Delay>,<F_Depth>,<M_Velocity><crlf>

J{<E_number>/<FL_Gain>,<Amplitude>,<Filter>,<T_Delay>,<R_Delay>

<T_element_number>,< R_element_number ><crlf>}

J{DD <space><Dyn_start>,<Dyn_nbr>,<Dyn_div><crlf>

EF <Law_number_E><crlf>}}

PD <Selfifo>,<Swpdel><crlf>

FD <#Module>,<Dynamic_Hex>

DS <0>,<T_LawNumber>

LS  <T_LawNumber>

D.2.2 Example of .pac File for Non-DDF Laws

An example of a .pac file for non‐DDF laws, containing two  beams using 10 elements 

(the same configuration as described in Appendix C on page 139), as generated  by the 

TomoView Advanced Calculator is given hereunder:

V2.1

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

PT Focus,32

DF1,10,1,50,1,1,24,400,0,20304,0,14829,38303,3230

DF1/0,180,0,564,564,1,1

DF2/0,180,0,517,517,2,2

DF3/0,180,0,466,466,3,3

DF4/0,180,0,411,411,4,4

DF5/0,180,0,352,352,5,5

DF6/0,180,0,289,289,6,6

DF7/0,180,0,223,223,7,7

DF8/0,180,0,153,153,8,8

DF9/0,180,0,78,78,9,9

DF10/0,180,0,0,0,10,10

EF1

DF2,10,1,50,1,1,24,500,0,22350,0,15314,32139,3230

DF1/0,180,0,168,168,1,1

DF2/0,180,0,162,162,2,2

DF3/0,180,0,153,153,3,3DF4/0,180,0,140,140,4,4

DF5/0,180,0,125,125,5,5

DF6/0,180,0,107,107,6,6

Page 159: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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Description of the .pac file format  151

 

DF7/0,180,0,85,85,7,7

DF8/0,180,0,60,60,8,8

DF9/0,180,0,32,32,9,9

DF10/0,180,0,0,0,10,10

EF2

DS0,2LS2

D.2.3 Example of .pac File for DDF Laws

An example of a .pac file for DDF laws, containing two  beams using 8 elements, as 

generated  by the TomoView Advanced Calculator is given hereunder:

V2.1

PT Focus,32

DF1,8,1,50,1,1,26,400,900,0,–50812,14095,50000,3230

DF1/0,180,0,438,438,1,1

DF2/0,180,0,385,386,2,2

DF3/0,180,0,328,330,3,3

DF4/0,180,0,269,271,4,4

DF5/0,180,0,206,208,5,5

DF6/0,180,0,141,142,6,6

DF7/0,180,0,72,73,7,7

DF8/0,180,0,0,0,8,8

DD F7AD,FFF0,81EF

EF1

DF2,8,1,50,1,1,26,450,900,0,–49832,14341,50000,3230

DF1/0,180,0,280,280,1,1

DF2/0,180,0,248,248,2,2

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

DF3/0,180,0,213,214,3,3

DF4/0,180,0,176,177,4,4

DF5/0,180,0,136,137,5,5

DF6/0,180,0,93,95,6,6

DF7/0,180,0,48,49,7,7

DF8/0,180,0,0,0,8,8

DD F72A,FFEE,01EF

EF2

PD 400,fffe

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

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152  Appendix D

 

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

FD 1,0000

DS0,2

LS2

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

D.3 Object Description

D.3.1 General Parameters

This section includes parameters that are related to the .pac file format.

Version

<V> <number> <ʹ.ʹ> <number>:V2.1 is the only version supporting the FOCUS LT pod family. 

N_MaxActiveElements

PT <PodType>,<N_MaxActive|Elements>:Focus or FOCUS LT. Type used for DDF only. 

Identifies the total number of active elements, allowed  by the hardware, that could  be used to generate the  beam. The number is 16, 32, or 64.

Page 161: DMTA-20039-01EN_rev_A--Advanced_Calculator_210--User.pdf

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Description of the .pac file format  153

 

D.3.2 Law Parameters

This section includes parameters that are related to the  beams defined in the .pac file.

Law_number_S<DF><Law_number>:Indicates the current focal law number

N_ActiveElements

The number of active elements used to generate the given  beam. The number 

shall  be  between 1 and 64 and shall fit to the limits of the hardware.

Type:Defines the kind of element:1 = for PiezoThe value should always  be set to 1.

P_width

The pulse width applied to the specified active element, expressed in 

nanoseconds 

(range: 

50–500). 

The 

value 

shall 

 be 

the 

same 

for 

all 

defined 

elements 

and  beams used in the same law file.For .pac files generated in offline mode (that is, without phased array equipment connected), this parameter has the default value 50.In TomoView, the Pulse width can  be modified on the Pulser/Receiver tab of the 

UT Settings dialog  box (see Figure D‐1 on page 154).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Figure D‐1  The Pulser area of the Pulser/Receiver tab of the UT Settings dialog box

Burst

Defines the number of  burst:The value should always  be set to 1.

 Mode

The inspection mode for the given law: 0 = T/R (different pulser and receiver elements), or 1 =. Pulse‐echo (same pulser and receiver elements).

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154  Appendix D

 

elements), or 1  . Pulse echo (same pulser and receiver elements).

SumGain

Gain working range, expressed in dB, for a given law. The value is calculated 

according to the following formula:

Sum gain = 44 – [20 * Log(N)]where N is the number of active elements used.In TomoView, the Sum gain can  be modified on the Receiver tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure D‐2 on page 154).

Figure D‐2  The Sum gain on the Receiver tab of the UT Settings dialog box

R_Angle

The refracted angle for the given law expressed in tenths of degrees. This figure 

shall  be  between 0 and 900 (positive sign).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

In TomoView, the Refracted angle can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings dialog  box (Figure D‐3 on page 155).

S_Angle

The skew angle for the given law expressed in tenths of degrees (number  between 

0 and 3599, positive sign).In TomoView, the Skew angle can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings (see Figure D‐3 on page 155).

Figure D‐3  The Refracted angle on the Probe tab of the UT Settings dialog box

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Description of the .pac file format  155

 

Scan_Offset

The Scan axis offset of the exit point for the given law relative to the mechanical reference point, expressed in micrometers.

In TomoView, the Scan Offset can  be modified on the Probe tab of the UT

 

Settings dialog  box (see Figure D‐4 on page 155).

Figure D‐4  The Scan axis offset on the Probe tab of the UT Settings dialog box

Index_Offset:

The Index axis offset of the exit point for the given law, relative to the mechanical 

reference point,

 expressed

 in

 micrometers.In TomoView, the Index Offset can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure D‐4 on page 155).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

G_Delay

Specifies the global delay (GD) expressed in nanoseconds (ns).GD = ED + WD + LDED: electronic delay. This delay is proper to the hardware and typically 1700 for 

the FOCUS and Tomoscan III PA systems.WD: total wedge delay (transmission and reception).

LD: law

 delay

 (global

 delay

 introduced

  by

 the

 specified

 law).

In TomoView, the Wedge delay can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings (see Figure D‐5 on page 156).

Figure D‐5  The Wedge delay on the Probe tab of the UT Settings dialog box

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156  Appendix D

 

F_Depth

Focusing 

true 

depth 

expressed 

in 

micrometers.M_Velocity

Specifies the propagation velocity in the material, expressed in meters per second 

(m/s).In TomoView, the Sound velocity can  be modified on the Probe tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure D‐5 on page 156).

D.3.3 Element Parameters

This section includes parameters that are related to individual elements used in a 

defined  beam.

E_number

<DF><E_number>:

The number identifying the individual element of the phased array probe relative to the pulser and to the receiver number (see T_element_number and 

R_element_number). All numbers shall  be consecutive (1, 2, 3, …). Non active 

elements shall  be disabled  by setting the delay to 65535 (see T_Delay and 

R_Delay).

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

FL_Gain

Focal Law Gain. The gain applied for the considered focal law expressed in 

decibels (dB). Admitted range: 0–80. Elements of the same focal law must have 

the same focal law gain.For .pac files generated in offline mode (that is, without phased array equipment connected), this parameter has the default value 0.

In TomoView,

 the

 Beam

 gain

 can

  be

 modified

 on

 the

 General

 tab

 of

 the

 UT

 Settings dialog  box (see Figure D‐6 on page 157). Make sure that All laws is 

cleared  before modifying the focal law gain.

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Description of the .pac file format  157

 

Figure D‐6  The Focal law gain on the General tab of the UT Settings dialog box

Amplitude

The excitation amplitude for the specified active element, expressed in volts 

(range: 50–200). The value shall  be the same for all defined elements and defined 

 beams.For .pac files generated in offline mode (that is, without phased array equipment connected), this parameter has the default value 180.In TomoView, the Voltage can  be modified on the Pulser/Receiver tab of the UT 

Settings (see Figure D‐7 on page 157).

Figure D‐7  The Voltage on the Pulser/Receiver tab of the UT Settings dialog box

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Filter

Specifies the filter applied at reception.0 = no filter (0.5–20 MHz)1 = 0.5–5 MHz2 = 2–10 MHz3 = 5–15 MHz

In TomoView,

 the

 Filter

 can

  be

 modified

 on

 the

 Pulser/Receiver

 tab

 of

 the

 UT

 Settings dialog  box (see Figure D‐8 on page 158).

Figure D‐8  The Filters area of the Pulser/Receiver tab of the UT Settings dialog box

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158  Appendix D

 

T_Delay

Specifies the transmission delay for the specified active element. The delay is 

expressed in nanoseconds and must  be  between 0 and 25600. The transmission is 

deactivated when 65535 is used.

R_Delay

Specifies the reception delay for the specified active element. The delay is 

expressed in nanoseconds and must  be  between 0 and 25600. The reception is 

deactivated when 65535 is used.

T_element_number1

Specifies the number of the current pulser ( current pulser hardware connection) that will  be used for transmission. This number must  be  between 1 and the 

maximum allowed  by the hardware (for instance, 16, 32, 64, 128, …) or  by the 

probe array.In TomoView, the first pulser can  be modified on the Transmitter tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure D‐9 on page 159).

1.It is important to notice that if this parameter is re‐defined in the UT settings of TomoView, the 

wedge delay calculated  by the TomoView Advance PA Calculator will  be incorrect.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Figure D‐9  The First element on the Transmitter tab of the UT Settings dialog box

R_element_number1

Specifies the number of the current receiver ( current receiver hardware 

connection) that will  be used at reception. This number must  be  between at 1 and 

the maximum allowed  by the hardware (for instance, 16, 32, 64, 128 …) or  by the 

probe array.In TomoView, the first receiver can  be modified on the Receiver tab of the UT 

Settings dialog  box (see Figure D‐10 on page 159).

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Description of the .pac file format  159

 

g g ( g p g )

Figure D‐10  The First element on the Receiver tab of the UT Settings dialog box

Law_number_E

<EF><Law_number>:Indicates the end of the definition of the current focal number.

T_LawNumber

Indicates the total  beams defined in the .pac file.

1.Idem.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

D.3.4 DDF Parameters

This section includes parameters that are related to the dynamic depth focusing 

algorithm.

Dyn_start

Indicates 

the 

start 

point 

from 

where 

the 

dynamic 

depth 

focusing 

should 

 be 

applied. The value is expressed in hexadecimal.

Dyn_nbr

Indicates the number of sliding steps used in the dynamic depth focusing 

algorithm. The value is expressed in hexadecimal.

Dyn_div

Indicates the

 divider

 of

 the

 sliding

 step

 used

 in

 the

 dynamic

 depth

 focusing

 

algorithm. The value is expressed in hexadecimal. Maximum 2 bytes. Higher two 

 bytes are reserved for special  bit field settings. Bit fields do not have the same 

meaning for Tomoscan III and FOCUS LT pods. 

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160  Appendix D

 

For the

 Tomoscan

 III,

 the

 values

 of

 Dyn_start,

 Dyn_nbr,

 and

 Dyn_div

 are

 expressed

 as

 

a negative count. For example, a Dyn_start of 0x0004 is expressed as 0xFFFB. For the 

FOCUS LT, the values are expressed normally. For example, a Dyn_start of 0x0004 is 

expressed as 0x0004. 

Selfifo

Activates the dynamic depth focusing in the hardware chip.

Wpdel

Initial value of the delays  before the dynamic depth focusing algorithm is applied. The value is expressed in hexadecimal.

#Module

Number of module to  be programmed.

Dynamic_HEXDefines the value in hexadecimal of the dynamic shift that must  be applied.

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

List of Figures

Figure 1‐1 The menu  bar and the available tabs  ................................................................  5Figure 1‐2 The  button  bar  ......................................................................................................  6

Figure 2‐

1 Emitting 

and 

receiving 

in 

phased 

array 

system 

........................................ 

10Figure 2‐2 Ultrasonic wave front of a linear array ...........................................................  11Figure 2‐3 Ultrasonic  beam angle control of a linear array  ............................................  11Figure 2‐4 Ultrasonic  beam focusing of a linear array  ....................................................  12Figure 2‐5 Sectorial scanning of X‐axis using phased array deflection 13

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List of Figures  161

 

Figure 2 5 Sectorial scanning of X axis using phased array deflection  ........................  13Figure 2‐6 Scanning at different depths  ............................................................................  14Figure 2‐7 Ultrasonic  beam angle control and focusing of a linear array  ....................  14Figure 2‐8 Electronic scanning along an axis  ...................................................................  15

Figure 3‐1 The 1‐D Linear array tab ...................................................................................  18Figure 3‐2 The Acquisition Unit area  ................................................................................  19Figure 3‐3 The Connection area ..........................................................................................  19Figure 3‐4 The Probe area ....................................................................................................  20Figure 3‐5 The Part area for flat part ..................................................................................  21Figure 3‐6 The Material area for flat part ..........................................................................  22Figure 3‐7 The Wedge area ..................................................................................................  23

Figure 4‐1 Probe

 axis

 definition

 ..........................................................................................

 28

Figure 4‐2 Refracted angle on flat part  ..............................................................................  28Figure 4‐3 Refracted angle on pipe part ............................................................................  29Figure 4‐4 Example of a  beam skew angle ........................................................................  30Figure 4‐5 Example of a probe skew angle equal to 0°  ...................................................  31Figure 4‐6 Example of a probe skew angle equal to 45°  .................................................  31Figure 4‐7 Example of a probe skew angle equal to 90°  .................................................  32Figure 4‐8 Example of a probe skew angle equal to 135°  ...............................................  32Figure 4‐9 Total skew angle  ................................................................................................  33Figure 4‐10 Wedge angle definition  .....................................................................................  34Figure 4‐11 Roof angle definition .........................................................................................  35Figure 4‐12 Probe separation  ................................................................................................  36Figure 4‐13 Squint angle definition ......................................................................................  37

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Figure 4‐14 Wedge reference positions ................................................................................  38Figure 4‐15 Flat part: offset definition  .................................................................................  40Figure 4‐16 Pipe OD with a curvature along the primary axis: offset definition  ..........  41Figure 4‐17 Pipe ID with a curvature along the primary axis: offset definition ............  42Figure 4‐18 The 1‐D Linear array tab ...................................................................................  44Figure 4‐19 The Acquisition Unit area .................................................................................  45

Figure 4‐

20 The 

Scan 

area 

...................................................................................................... 

45Figure 4‐21 The Beam angles selection area  .......................................................................  46Figure 4‐22 Refracted angle ...................................................................................................  47Figure 4‐23 The Focal points selection area  ........................................................................  48Figure 4‐24 True depth focalization  .....................................................................................  50Figure 4‐25 Half‐path focalization  .......................................................................................  50Figure 4‐26 Projection focalization  .......................................................................................  51Figure 4‐27 Focal plane focalization .....................................................................................  51

Figure 4‐28 Autofocalization for pitch‐and‐catch configuration  .....................................  52Figure 4‐29 The Elements selection area  .............................................................................  52Figure 4‐30 The Connection area ..........................................................................................  53Figure 4‐31 Example of Pulser and Receiver connection parameter configuration for 

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162  List of Figures

 

two 128‐element probes connected to an OMNI‐A‐ADP05 splitter  box  ...  54Figure 4‐32 The Probe area ....................................................................................................  55Figure 4‐33 Definition of the probe scan offset  ..................................................................  56

Figure 4‐34 Definition

 of

 the

 probe

 index

 offset

 ................................................................

 57

Figure 4‐35 The Part area for flat part ..................................................................................  58Figure 4‐36 The Material area for flat part  ..........................................................................  59Figure 4‐37 The Wedge area  ..................................................................................................  60Figure 4‐38 Static Beam: input parameters  .........................................................................  65Figure 4‐39 Static  beam: visualization  .................................................................................  66Figure 4‐40 Depth  beams: input parameters  ......................................................................  68Figure 4‐41 Depth  beams: visualization  ..............................................................................  69Figure 4‐42 Sectorial  beams: input parameters for sectorial sweep on a flat part .........  71Figure 4‐43 Sectorial  beams: visualization of sectorial sweep on a flat part ..................  72Figure 4‐44 Sectorial  beams: input parameters for “Lateral scan” on a flat part  ..........  74Figure 4‐45 Sectorial  beams: visualization of “lateral scan” on a flat part  .....................  75Figure 4‐46 Sectorial  beams: input parameters for a pitch‐and‐catch configuration ....  77Figure 4‐47 Sectorial  beams: visualization of a pitch‐and‐catch configuration .............  78Figure 4‐48 Sectorial  beams: input parameters for sectorial sweep on a pipe part  ......  80

Figure 4‐49 Sectorial  beams: visualization of sectorial sweep on a pipe part ................  81Figure 4‐50 Electronic scanning along an axis ....................................................................  82Figure 4‐51 Linear  beams: input parameters  ......................................................................  84Figure 4‐52 Linear  beams: visualization ..............................................................................  85Figure 4‐53 The Save As dialog  box  .....................................................................................  86Figure 4‐54 The Save As dialog  box  .....................................................................................  87

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Figure 4‐55 DDF  beam: input parameters  ..........................................................................  90Figure 4‐56 DDF  beam: visualization  ..................................................................................  91Figure 4‐57 The Save As dialog  box .....................................................................................  92Figure 5‐1 Fresnel annular array  ........................................................................................  94Figure 5‐2 Custom annular array  .......................................................................................  95Figure 5‐3 The 1‐D Annular array tab  ...............................................................................  96

Figure 5‐

4 The 

Acquisition 

Unit 

area 

................................................................................ 

97Figure 5‐5 The Scan Type area  ............................................................................................  97Figure 5‐6 The Beam angles selection area  .......................................................................  98Figure 5‐7 The Focal points selection area  ........................................................................  98Figure 5‐8 The Elements selection area  ...........................................................................  100Figure 5‐9 The Probe area for annular arrays .................................................................  101Figure 5‐10 The Annular Array Radius dialog  box  .........................................................  103Figure 5‐11 The Part area for flat part ................................................................................  104

Figure 5‐12 The Material area for flat part ........................................................................  104Figure 5‐13 The Wedge area for annular arrays ...............................................................  105Figure 5‐14 Fresnel annular array: Depth  beam input parameters ...............................  107Figure 5‐15 Fresnel annular array: Depth  beam visualization .......................................  108Fi 6 1 E l f t f t i l b f 2 D t i b 110

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List of Figures  163

 

Figure 6‐1 Example of parameters of sectorial  beams for a 2‐D matrix probe  ..........  110Figure 6‐2 Graphic representation of the sectorial  beams for a 2‐D matrix probe  ...  111Figure 7‐1 The Beams Display Info tab  ...........................................................................  114

Figure 8‐1 Example

 of

 the

 Element

 Info.

 tab

 ..................................................................

 120Figure 9‐1 Example of the AFiSiMO tab  .........................................................................  122

Figure 9‐2 Example of 2‐D and 3‐D simulation visualizations  ....................................  123Figure 9‐3 The TomoView Startup Selection dialog  box with the enabled AFiSiMO 

add on ................................................................................................................  124Figure 10‐1 Probe parameters .............................................................................................  126Figure 10‐2 Saving with the Probe Configuration dialog  box  .......................................  127Figure 10‐3 Deleting with the Probe Configuration dialog  box  ....................................  128Figure 10‐4 Material parameters  ........................................................................................  128Figure 10‐5 Saving with the Material Configuration dialog  box ...................................  129Figure 10‐6 Deleting from the Material Configuration dialog  box  ...............................  130Figure 10‐7 Wedge parameters  ...........................................................................................  131Figure 10‐8 Saving with the Wedge Configuration dialog  box  .....................................  131Figure 10‐9 Deleting with the Wedge Configuration dialog  box  ..................................  132Figure B‐1 Dynamic depth focusing at reception ...........................................................  136

Figure B‐2 Standard focusing: convolution of transmitted and received  beam  ........  136Figure B‐3 Dynamic depth focusing: resulting  beam  by convolution  ........................  137Figure C‐1 The Sum gain on the Receiver tab of the UT Settings dialog  box .............  142Figure C‐2 The Filters area of the Pulser/Receiver tab of the UT Settings 

dialog  box  .........................................................................................................  142Figure C‐3 The Refracted angle on the Probe tab of the UT Settings dialog  box .......  143

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Figure C‐4 The First element on the Transmitter tab of the UT Settings dialog  box  .  143Figure C‐5 The First element on the Receiver tab of the UT Settings dialog  box .......  144Figure C‐6 The Scan axis offset on the Probe tab of the UT Settings dialog  box ........  144Figure C‐7 The Wedge delay on the Probe tab of the UT Settings dialog  box  ...........  145Figure C‐8 The Focal law gain on the General tab of the UT Settings dialog  box  .....  146Figure C‐9 The Voltage on the Pulser/Receiver tab of the UT Settings dialog  box ....  147Figure D‐1 The Pulser area of the Pulser/Receiver tab of the UT Settings 

dialog  box ..........................................................................................................  154Figure D‐2 The Sum gain on the Receiver tab of the UT Settings dialog  box  .............  154Figure D‐3 The Refracted angle on the Probe tab of the UT Settings dialog  box  .......  155Figure D‐4 The Scan axis offset on the Probe tab of the UT Settings dialog  box ........  155Figure D‐5 The Wedge delay on the Probe tab of the UT Settings dialog  box  ...........  156Figure D‐6 The Focal law gain on the General tab of the UT Settings dialog  box  .....  157Figure D‐7 The Voltage on the Pulser/Receiver tab of the UT Settings dialog  box ....  157

Figure D‐8 The Filters area of the Pulser/Receiver tab of the UT Settings 

dialog  box ..........................................................................................................  158Figure D‐9 The First element on the Transmitter tab of the UT Settings dialog  box  .  159Figure D‐10 The First element on the Receiver tab of the UT Settings dialog  box .......  159

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164  List of Figures

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

List of Tables

Table 1 File formats supported  by the Advanced Calculator .........................................  8Table 2 Legacy file format supported  by the Advanced Calculator ..............................  8

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List of Tables  165

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

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166  List of Tables

 

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Index

Numerics

1‐D Annular array 93creating depth  beams 106tab description 96

1‐D Annular Arraysgeneric conventions 93

1‐D Annular arraystab description 96

angle, probe skew 21,  30,  57angle, refracted 28angle, roof 35,  61

angle, skew 29angle, squint 36,  58angle, total skew 33angle, wedge 24,  34,  61Annular Array Radius dialog  box 103

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Index  167

 

tab description 961‐D Linear Array tab

description 441‐D Linear array tab 18,  441‐D linear arrays 27

creating a DDF law 88creating a static  beam 63creating depth  beams 67creating linear  beams 82creating sectorial  beams 70description 44generic conventions 27saving a  beam file 87saving a calculator setup file 86saving a DDF law file 92

2‐D matrix  beams 109sectorial 109

A

acoustic field simulation, creating 122

acquisition unit 97Acquisition Unit area 19AFiSiMO availability

verifying 124AFiSiMO tab 121angle,  beam skew 29

annular array, Custom 94annular array, Fresnel 93appendixes

description of the .law file format 139description of the .pac file format 149theoretical considerations on law delay 

accuracy 133applications of a phased array system 12

depth scanning 13linear electronic scanning 15sectorial scanning 13

areasBeam angles selection 46,  98Elements selection 19,  52,  53,  100Filters 142,  158Focal points 48Focal points selection 98Material 22,  59,  104Part 21,  58,  104

Probe 101Pulser 154Scan 45,  97Wedge 23,  60,  105

array, Custom annular 94array, Fresnel annular 93

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

axis definition, probe 27

B

 beam angle control 10Beam angles selection area 46,  98Beam Display Info. tab 114 beam file, saving 87

 beam 

focus 

control 

12 beam skew angle 29 beam visualization 113 beam, static

creating 63 beams

2‐D matrix probes 109sectorial

2‐D matrix probe 109 beams, creating depth 67

1‐D annular arrays 106 beams, creating linear 82 beams, creating sectorial 70

C

description of the .pac file format 149conventions related to the part 38conventions related to the probe

1‐D annular arrays 931‐D linear arrays 27axis definition 27 beam skew angle 29

Fresnel annular

 array

 93

probe skew angle 30refracted angle 28skew angle 29total skew angle 33

conventions related to the wedge 34probe separation 36roof angle 35

squint angle

 36wedge angle 34

conventions, generic1‐D annular arrays 93

conventions related to the probe 93delay calculation 95

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168  Index

 

C

calculation, delay 95calculator setup file, saving 86

compensation gain 97concepts, phased array See phased array 

techniqueconfiguration, material

deleting 129loading 129saving 128

configuration, probe

deleting 127loading 127saving 126

configuration, wedgedeleting 132loading 132saving 130

Connection area 19

control,  beam angle 10control,  beam focus 12conventional focused probe, dynamic depth 

focusing (DDF) 135conventions

description of the .law file format 139

delay calculation 951‐D linear arrays 27

conventions related to the part 38

conventions related

 to

 the

 probe

 27conventions related to the wedge 34

creating a DDF law 88creating a static  beam 63creating acoustic field simulation 122creating depth  beams 67

1‐D annular arrays 106creating linear  beams 82

creating sectorial

  beams

 70Custom annular array 94

cylindrical part 41

D

Data files.cal 8.xcal 8

database file 125database folder 125databases, using

material database 128Probe database 126Wedge database 130

DDF law file, saving 92

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

DDF law, creating 88DDF See dynamic depth focusingdefinition, probe axis 27deflection 13delay calculation 95Delete from material database dialog  box 130Delete from Probe database dialog  box 128

Delete from

 Wedge

 database

 dialog

  box

 132

deletingmaterial configuration 129probe configuration 127wedge configuration 132

depth  beams, creating 671‐D annular arrays 106

depth of field 135

depth scanning

 13description of the .law file format 139

conventions 139example 140general format 140object description 141

examples.law file 140.pac file

DDF laws 151non‐DDF laws 150

F

file, database 125Files

.cal 8

.xcal 8files

.lawdescription of the format 139example 140format 140object description 141saving 87

.pacdescription of the format 149example 150,  151

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Index  169

 

object desc iptio  

description of the .pac file format 149conventions 149

example 150,

 151general format 150

object description 153dialog  boxes

Annular Array Radius 103delete from material database 130Delete from Probe database 128Delete from Wedge database 132

Save As

 86,

 87,

 92save in material database 129

Save in Probe database 127Save in Wedge database 131

documentpart number iipublishing date iirevision ii

dynamic 

depth 

focusing 

(DDF) 

135conventional focused probe 135phased array probe 135

E

Elements Info. tab 119Elements selection area 19,  52,  53,  100

format 150object description 153saving 92

.xcalsaving 86

Filters area 142,  158flat part 39flight time (FT) 133Focal points selection area 48,  98focusing techniques

dynamic depth focusing (DDF) 135folder, database 125format

.law file 140

.pac file 150Fresnel annular array 93FT (flight time) 133

G

General tabBeam gain 157 beam gain 146

generic conventions1‐D annular arrays 93

conventions related to the probe 93

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

delay calculation 951‐D linear arrays 27

conventions related to the part 38conventions related to the probe 27conventions related to the wedge 34

I

introduction 5introduction to phased array technique 9

L

lateral scan mode 73.law file

description of the format 139example 140format 140

object description 141saving 87

law file, saving a DDF 92law file, saving a focal 87law, creating a DDF 88law Snell’s 47

office address iitechnical support 4

OPD (optical path difference) 133optical path difference (OPD) 133

P

.pac filedescription of the format 149example 150,  151format 150object description 153saving 92

partconventions related to the ~ 38cylindrical ~ 41flat ~ 39

Part area 21,  58,  104phased array principle, dynamic depth 

focusing (DDF) 135phased array probe, dynamic depth focusing 

(DDF) 135h d h

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170  Index

 

law, Snell s 47length, wedge 24,  62Limit, Rayleigh 133

linear  beams, creating 82linear electronic scanning 15loading

material configuration 129probe configuration 127wedge configuration 132

M

Material area

 22,

 59,

 104

material configurationdeleting 129loading 129saving 128

Material database 22material database, using 128mechanical reference point 38

mode, lateral

 scan

 73

O

object description.law file 141.pac file 153

Olympus

phased array technique 9applications 12

depth scanning 13linear electronic scanning 15sectorial scanning 13

introduction 9physical principles 9

 beam angle control 10 beam focus control 12

physical principles of phased array technique 9 beam angle control 10 beam focus control 12

point, mechanical reference 38point, wedge reference 38Probe area 20,  101probe configuration

deleting 127loading 127saving 126

Probe database, using 126probe separation 36probe skew angle 21,  30,  57Probe tab

Refracted angle 143,  155Scan axis offset 144,  155

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

Wedge delay 145,  156probe, conventional focused

dynamic depth focusing (DDF) 135probe, conventions related to the

1‐D annular arrays 931‐D linear arrays 27axis definition 27

 beam skew

 angle

 29Custom annular array 94

Fresnel annular array 93probe skew angle 30refracted angle 28skew angle 29total skew angle 33

probe, phased array

dynamic depth

 focusing

 (DDF)

 135probes

2‐D matrix 109Pulser area 154Pulser/Receiver tab

Filters area 142,  158

saving a  beam file 87saving a calculator setup file 86saving a DDF law file 92Scan area 45,  97scan mode, lateral 73scanning, depth 13scanning, linear electronic 15

scanning, sectorial

 13sectorial

 beams for a 2‐D matrix probe 109sectorial  beams, creating 70sectorial scanning 13separation, probe 36setup file, saving a calculator 86skew angle 29

 beam ~ 29probe ~ 21,  30,  57

total ~ 33Snell’s law 47software version iisound velocity, wedge 24,  61

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Index  171

 

Pulser area 154Voltage 147,  157

RRayleigh Limit 133Receiver tab

First element 144,  159Sum gain 142,  154

reference point, mechanical 38reference point, wedge 38refracted angle 28roof angle 35,  61

S

safetysignal words 2symbols 1

Save As dialog  box 86,  87,  92Save in Material database dialog  box 129

Save in Probe database dialog  box 127Save in Wedge database dialog  box 131saving

material configuration 128probe configuration 126wedge configuration 130

squint angle 36static  beam, creating 63

support information

 4

T

tabs1‐D Annular Array 96

description 961‐D Linear Array

description 441‐D Linear array 18,  44Beam Display Info. 114General

Beam gain 146,  157Probe

Refracted angle 143,  155Scan axis offset 144,  155Wedge delay 145,  156

Pulser/Receiver

Filters area 142,  158Pulser area 154Voltage 147,  157

ReceiverFirst element 144,  159Sum gain 142,  154

DMTA‐20039‐01EN  [U8778541], Rev. A,  August 2012

TransmitterFirst element 143,  159

UT Probedescription 18

technical support 4theoretical considerations on law delay 

accuracy 133

total skew

 angle

 33trademark disclaimer ii

Transmitter tabFirst element 143,  159

U

using the databases 125material database 128Probe database 126Wedge database 130

UT Probedescription 18

UT Probe tab 17description 18

visualization,  beam 113

W

warranty information 3wedge

angle 24,  34,  61length 24,  62reference point 38sound velocity 24,  61width 25,  62

Wedge area 23,  60,  105wedge configuration

deleting 132loading 132saving 130

Wedge database, using 130wedge, conventions related to the

probe separation 36roof angle 35squint angle 36wedge angle 34

width wedge 25 62

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172  Index

 

V

velocity, wedge sound 24,  61

verifying AFiSiMO availability 124

width, wedge 25,  62

X

.xcal files, saving 86